]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpegvideo.h
vc1dec: fix current ptr selection in vc1_mc_4mv_chroma()
[ffmpeg] / 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 "dsputil.h"
33 #include "error_resilience.h"
34 #include "get_bits.h"
35 #include "h264chroma.h"
36 #include "hpeldsp.h"
37 #include "put_bits.h"
38 #include "ratecontrol.h"
39 #include "parser.h"
40 #include "mpeg12data.h"
41 #include "rl.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "videodsp.h"
44
45 #include "libavutil/opt.h"
46 #include "libavutil/timecode.h"
47
48 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
49
50 enum OutputFormat {
51     FMT_MPEG1,
52     FMT_H261,
53     FMT_H263,
54     FMT_MJPEG,
55 };
56
57 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
58
59 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
60 #define QMAT_SHIFT 21
61
62 #define MAX_FCODE 7
63 #define MAX_MV 4096
64
65 #define MAX_THREADS 32
66 #define MAX_PICTURE_COUNT 36
67
68 #define ME_MAP_SIZE 64
69 #define ME_MAP_SHIFT 3
70 #define ME_MAP_MV_BITS 11
71
72 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
73
74 #define INPLACE_OFFSET 16
75
76 /* Start codes. */
77 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
78 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
79 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
80 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
81 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
82 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
83 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
84 #define USER_START_CODE         0x000001b2
85
86 /**
87  * Value of Picture.reference when Picture is not a reference picture, but
88  * is held for delayed output.
89  */
90 #define DELAYED_PIC_REF 4
91
92 struct MpegEncContext;
93
94 /**
95  * Picture.
96  */
97 typedef struct Picture{
98     struct AVFrame f;
99     ThreadFrame tf;
100
101     AVBufferRef *qscale_table_buf;
102     int8_t *qscale_table;
103
104     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
105     int16_t (*motion_val[2])[2];
106
107     AVBufferRef *mb_type_buf;
108     uint32_t *mb_type;
109
110     AVBufferRef *mbskip_table_buf;
111     uint8_t *mbskip_table;
112
113     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
114     int8_t *ref_index[2];
115
116     AVBufferRef *mb_var_buf;
117     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
118
119     AVBufferRef *mc_mb_var_buf;
120     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
121
122     int alloc_mb_width;         ///< mb_width used to allocate tables
123     int alloc_mb_height;        ///< mb_height used to allocate tables
124
125     AVBufferRef *mb_mean_buf;
126     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
127
128     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
129     /**
130      * hardware accelerator private data
131      */
132     void *hwaccel_picture_private;
133
134 #define MB_TYPE_INTRA MB_TYPE_INTRA4x4 //default mb_type if there is just one type
135 #define IS_INTRA4x4(a)   ((a)&MB_TYPE_INTRA4x4)
136 #define IS_INTRA16x16(a) ((a)&MB_TYPE_INTRA16x16)
137 #define IS_PCM(a)        ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
138 #define IS_INTRA(a)      ((a)&7)
139 #define IS_INTER(a)      ((a)&(MB_TYPE_16x16|MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8))
140 #define IS_SKIP(a)       ((a)&MB_TYPE_SKIP)
141 #define IS_INTRA_PCM(a)  ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
142 #define IS_INTERLACED(a) ((a)&MB_TYPE_INTERLACED)
143 #define IS_DIRECT(a)     ((a)&MB_TYPE_DIRECT2)
144 #define IS_GMC(a)        ((a)&MB_TYPE_GMC)
145 #define IS_16X16(a)      ((a)&MB_TYPE_16x16)
146 #define IS_16X8(a)       ((a)&MB_TYPE_16x8)
147 #define IS_8X16(a)       ((a)&MB_TYPE_8x16)
148 #define IS_8X8(a)        ((a)&MB_TYPE_8x8)
149 #define IS_SUB_8X8(a)    ((a)&MB_TYPE_16x16) //note reused
150 #define IS_SUB_8X4(a)    ((a)&MB_TYPE_16x8)  //note reused
151 #define IS_SUB_4X8(a)    ((a)&MB_TYPE_8x16)  //note reused
152 #define IS_SUB_4X4(a)    ((a)&MB_TYPE_8x8)   //note reused
153 #define IS_ACPRED(a)     ((a)&MB_TYPE_ACPRED)
154 #define IS_QUANT(a)      ((a)&MB_TYPE_QUANT)
155 #define IS_DIR(a, part, list) ((a) & (MB_TYPE_P0L0<<((part)+2*(list))))
156 #define USES_LIST(a, list) ((a) & ((MB_TYPE_P0L0|MB_TYPE_P1L0)<<(2*(list)))) ///< does this mb use listX, note does not work if subMBs
157 #define HAS_CBP(a)        ((a)&MB_TYPE_CBP)
158
159     int field_poc[2];           ///< h264 top/bottom POC
160     int poc;                    ///< h264 frame POC
161     int frame_num;              ///< h264 frame_num (raw frame_num from slice header)
162     int mmco_reset;             ///< h264 MMCO_RESET set this 1. Reordering code must not mix pictures before and after MMCO_RESET.
163     int pic_id;                 /**< h264 pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
164                                      pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
165     int long_ref;               ///< 1->long term reference 0->short term reference
166     int ref_poc[2][2][32];      ///< h264 POCs of the frames/fields used as reference (FIXME need per slice)
167     int ref_count[2][2];        ///< number of entries in ref_poc              (FIXME need per slice)
168     int mbaff;                  ///< h264 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
169     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
170     int sync;                   ///< has been decoded after a keyframe
171
172     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
173     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
174
175     int b_frame_score;          /* */
176     int needs_realloc;          ///< Picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
177
178     int reference;
179     int shared;
180 } Picture;
181
182 /**
183  * Motion estimation context.
184  */
185 typedef struct MotionEstContext{
186     AVCodecContext *avctx;
187     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
188     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
189     int direct_basis_mv[4][2];
190     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
191     uint8_t *best_mb;
192     uint8_t *temp_mb[2];
193     uint8_t *temp;
194     int best_bits;
195     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
196     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
197     unsigned map_generation;
198     int pre_penalty_factor;
199     int penalty_factor;                /**< an estimate of the bits required to
200                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
201                                         more bits than (0,0). We have to
202                                         estimate whether any reduction in
203                                         residual is worth the extra bits. */
204     int sub_penalty_factor;
205     int mb_penalty_factor;
206     int flags;
207     int sub_flags;
208     int mb_flags;
209     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
210     int dia_size;
211     int xmin;
212     int xmax;
213     int ymin;
214     int ymax;
215     int pred_x;
216     int pred_y;
217     uint8_t *src[4][4];
218     uint8_t *ref[4][4];
219     int stride;
220     int uvstride;
221     /* temp variables for picture complexity calculation */
222     int mc_mb_var_sum_temp;
223     int mb_var_sum_temp;
224     int scene_change_score;
225 /*    cmp, chroma_cmp;*/
226     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
227     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
228     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
229     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
230     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
231     uint8_t *current_mv_penalty;
232     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
233                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
234                                   int src_index, int ref_index,
235                                   int size, int h);
236 }MotionEstContext;
237
238 /**
239  * MpegEncContext.
240  */
241 typedef struct MpegEncContext {
242     AVClass *class;
243     struct AVCodecContext *avctx;
244     /* the following parameters must be initialized before encoding */
245     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
246     int gop_size;
247     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
248     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
249     enum OutputFormat out_format; ///< output format
250     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
251     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
252
253 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
254     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
255     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
256
257     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
258     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
259     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
260     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
261     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
262     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
263     int luma_elim_threshold;
264     int chroma_elim_threshold;
265     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
266     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
267     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
268     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
269     /* the following fields are managed internally by the encoder */
270
271     /* sequence parameters */
272     int context_initialized;
273     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
274     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
275     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
276     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
277     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
278     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
279     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
280     int b4_stride;             ///< 4*mb_width+1 used for some 4x4 block arrays to allow simple addressing
281     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
282     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
283     int linesize;              ///< line size, in bytes, may be different from width
284     int uvlinesize;            ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
285     Picture *picture;          ///< main picture buffer
286     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
287     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
288
289     int y_dc_scale, c_dc_scale;
290     int ac_pred;
291     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
292     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
293
294     /* scantables */
295     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
296     ScanTable intra_scantable;
297     ScanTable intra_h_scantable;
298     ScanTable intra_v_scantable;
299
300     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
301      *          offsets used in asm. */
302
303     int64_t user_specified_pts;///< last non zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video()
304     /**
305      * pts difference between the first and second input frame, used for
306      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
307     int64_t dts_delta;
308     /**
309      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
310      * a delay */
311     int64_t reordered_pts;
312
313     /** bit output */
314     PutBitContext pb;
315
316     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
317     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
318     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
319     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
320
321     /**
322      * copy of the previous picture structure.
323      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
324      */
325     Picture last_picture;
326
327     /**
328      * copy of the next picture structure.
329      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
330      */
331     Picture next_picture;
332
333     /**
334      * copy of the source picture structure for encoding.
335      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
336      */
337     Picture new_picture;
338
339     /**
340      * copy of the current picture structure.
341      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
342      */
343     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
344
345     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
346     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
347     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
348     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
349     int16_t *dc_val_base;
350     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
351     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
352     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
353     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
354     uint8_t *coded_block_base;
355     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
356     int16_t (*ac_val_base)[16];
357     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
358     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
359     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
360                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
361     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
362     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
363     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
364     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
365     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
366     uint8_t *obmc_scratchpad;
367     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
368
369     int qscale;                 ///< QP
370     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
371     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
372     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
373     int *lambda_table;
374     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
375     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
376     int closed_gop;             ///< MPEG1/2 GOP is closed
377     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
378     int vbv_delay;
379     int last_pict_type; //FIXME removes
380     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
381     int droppable;
382     int frame_rate_index;
383     AVRational mpeg2_frame_rate_ext;
384     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
385     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
386
387     /* motion compensation */
388     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
389     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
390
391     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
392     H264ChromaContext h264chroma;
393     HpelDSPContext hdsp;
394     VideoDSPContext vdsp;
395     int f_code;                 ///< forward MV resolution
396     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
397     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
398     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
399     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
400     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
401     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
402     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
403     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
404     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
405     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
406     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
407     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
408     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
409     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
410     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
411     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
412     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
413     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
414     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
415     int me_method;                       ///< ME algorithm
416     int mv_dir;
417 #define MV_DIR_FORWARD   1
418 #define MV_DIR_BACKWARD  2
419 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
420     int mv_type;
421 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
422 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
423 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
424 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
425 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
426     /**motion vectors for a macroblock
427        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
428        second "         : depend on type
429        third  "         : 0 = x, 1 = y
430     */
431     int mv[2][4][2];
432     int field_select[2][2];
433     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
434     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
435     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
436
437     MotionEstContext me;
438
439     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
440                         for b-frames rounding mode is always 0 */
441
442     /* macroblock layer */
443     int mb_x, mb_y;
444     int mb_skip_run;
445     int mb_intra;
446     uint16_t *mb_type;           ///< Table for candidate MB types for encoding
447 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTRA    0x01
448 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER    0x02
449 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER4V  0x04
450 #define CANDIDATE_MB_TYPE_SKIPPED   0x08
451 //#define MB_TYPE_GMC      0x10
452
453 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT   0x10
454 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD  0x20
455 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD 0x40
456 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR    0x80
457
458 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER_I    0x100
459 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD_I  0x200
460 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD_I 0x400
461 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR_I    0x800
462
463 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT0    0x1000
464
465     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
466     int block_wrap[6];
467     uint8_t *dest[3];
468
469     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
470
471     /** matrix transmitted in the bitstream */
472     uint16_t intra_matrix[64];
473     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
474     uint16_t inter_matrix[64];
475     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
476 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
477     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
478     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
479     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
480     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
481     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
482     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
483     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
484     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
485     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
486     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
487 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
488
489     int coded_score[12];
490
491     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
492     int (*q_intra_matrix)[64];
493     int (*q_chroma_intra_matrix)[64];
494     int (*q_inter_matrix)[64];
495     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
496     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
497     uint16_t (*q_chroma_intra_matrix16)[2][64];
498     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
499
500     /* noise reduction */
501     int (*dct_error_sum)[64];
502     int dct_count[2];
503     uint16_t (*dct_offset)[64];
504
505     void *opaque;              ///< private data for the user
506
507     /* bit rate control */
508     int64_t total_bits;
509     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
510     int stuffing_bits;             ///< bits used for stuffing
511     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
512     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
513
514     /* statistics, used for 2-pass encoding */
515     int mv_bits;
516     int header_bits;
517     int i_tex_bits;
518     int p_tex_bits;
519     int i_count;
520     int f_count;
521     int b_count;
522     int skip_count;
523     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
524     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
525
526     /* error concealment / resync */
527     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
528     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
529     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
530     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
531     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
532     int err_recognition;
533
534     ParseContext parse_context;
535
536     /* H.263 specific */
537     int gob_index;
538     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
539     int showed_packed_warning;      ///< flag for having shown the warning about divxs invalid b frames
540     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
541     int prev_mb_info, last_mb_info;
542     uint8_t *mb_info_ptr;
543     int mb_info_size;
544
545     /* H.263+ specific */
546     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
547     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
548     int h263_slice_structured;
549     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
550     int modified_quant;
551     int loop_filter;
552     int custom_pcf;
553
554     /* mpeg4 specific */
555     int time_increment_bits;        ///< number of bits to represent the fractional part of time
556     int last_time_base;
557     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
558     int64_t time;                   ///< time of current frame
559     int64_t last_non_b_time;
560     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
561     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
562     uint16_t pp_field_time;
563     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
564     int shape;
565     int vol_sprite_usage;
566     int sprite_width;
567     int sprite_height;
568     int sprite_left;
569     int sprite_top;
570     int sprite_brightness_change;
571     int num_sprite_warping_points;
572     int real_sprite_warping_points;
573     uint16_t sprite_traj[4][2];      ///< sprite trajectory points
574     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
575     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
576     int sprite_shift[2];             ///< sprite shift [isChroma]
577     int mcsel;
578     int quant_precision;
579     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
580     int scalability;
581     int hierachy_type;
582     int enhancement_type;
583     int new_pred;
584     int reduced_res_vop;
585     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
586     int sprite_warping_accuracy;
587     int low_latency_sprite;
588     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
589     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
590     int rvlc;                        ///< reversible vlc
591     int resync_marker;               ///< could this stream contain resync markers
592     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
593     int vo_type;
594     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
595     int intra_dc_threshold;          ///< QP above whch the ac VLC should be used for intra dc
596     int use_intra_dc_vlc;
597     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
598     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
599     int mpeg_quant;
600     int t_frame;                       ///< time distance of first I -> B, used for interlaced b frames
601     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
602     int cplx_estimation_trash_i;
603     int cplx_estimation_trash_p;
604     int cplx_estimation_trash_b;
605
606     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
607     int divx_version;
608     int divx_build;
609     int divx_packed;
610     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
611     int bitstream_buffer_size;
612     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
613
614     int xvid_build;
615
616     /* lavc specific stuff, used to workaround bugs in libavcodec */
617     int lavc_build;
618
619     /* RV10 specific */
620     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
621     int rv10_first_dc_coded[3];
622     int orig_width, orig_height;
623
624     /* MJPEG specific */
625     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
626     int mjpeg_vsample[3];       ///< vertical sampling factors, default = {2, 1, 1}
627     int mjpeg_hsample[3];       ///< horizontal sampling factors, default = {2, 1, 1}
628     int esc_pos;
629
630     /* MSMPEG4 specific */
631     int mv_table_index;
632     int rl_table_index;
633     int rl_chroma_table_index;
634     int dc_table_index;
635     int use_skip_mb_code;
636     int slice_height;      ///< in macroblocks
637     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
638     int flipflop_rounding;
639     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
640     int per_mb_rl_table;
641     int esc3_level_length;
642     int esc3_run_length;
643     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
644     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
645     int inter_intra_pred;
646     int mspel;
647
648     /* decompression specific */
649     GetBitContext gb;
650
651     /* Mpeg1 specific */
652     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
653     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
654     int broken_link;         ///< no_output_of_prior_pics_flag
655     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
656
657     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
658     int progressive_sequence;
659     int mpeg_f_code[2][2];
660     int picture_structure;
661 /* picture type */
662 #define PICT_TOP_FIELD     1
663 #define PICT_BOTTOM_FIELD  2
664 #define PICT_FRAME         3
665
666     int intra_dc_precision;
667     int frame_pred_frame_dct;
668     int top_field_first;
669     int concealment_motion_vectors;
670     int q_scale_type;
671     int intra_vlc_format;
672     int alternate_scan;
673     int repeat_first_field;
674     int chroma_420_type;
675     int chroma_format;
676 #define CHROMA_420 1
677 #define CHROMA_422 2
678 #define CHROMA_444 3
679     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
680     int chroma_y_shift;
681
682     int progressive_frame;
683     int full_pel[2];
684     int interlaced_dct;
685     int first_slice;
686     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
687     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
688     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
689
690     /* RTP specific */
691     int rtp_mode;
692
693     char *tc_opt_str;        ///< timecode option string
694     AVTimecode tc;           ///< timecode context
695
696     uint8_t *ptr_lastgob;
697     int swap_uv;             //vcr2 codec is an MPEG-2 variant with U and V swapped
698     int16_t (*pblocks[12])[64];
699
700     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
701     int16_t (*blocks)[12][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
702     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
703 #define SLICE_OK         0
704 #define SLICE_ERROR     -1
705 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
706 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
707
708     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
709                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
710     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
711                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
712     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
713                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
714     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
715                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
716     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
717                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
718     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
719                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
720     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
721                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
722     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
723                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
724     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
725                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
726     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
727                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
728     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
729     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
730     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
731
732     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
733     int quantizer_noise_shaping;
734
735     /* temp buffers for rate control */
736     float *cplx_tab, *bits_tab;
737
738     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
739      * a frame size change */
740     int context_reinit;
741
742     ERContext er;
743 } MpegEncContext;
744
745 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx)             \
746     ((pic && pic >= old_ctx->picture &&                   \
747       pic < old_ctx->picture + MAX_PICTURE_COUNT) ?  \
748         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : NULL)
749
750 /* mpegvideo_enc common options */
751 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
752 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
753 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
754 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
755
756 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
757 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
758 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
759 { "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" },\
760 { "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" },\
761 { "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" },\
762 { "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" },\
763 { "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" },\
764 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
765                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
766 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
767                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
768 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },
769
770 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
771
772 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
773 static const AVClass name ## _class = {\
774     .class_name = #name " encoder",\
775     .item_name  = av_default_item_name,\
776     .option     = ff_mpv_generic_options,\
777     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
778 };
779
780 /**
781  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
782  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
783  * state of the MpegEncContext.
784  */
785 void ff_MPV_common_defaults(MpegEncContext *s);
786
787 void ff_MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
788 int ff_MPV_common_init(MpegEncContext *s);
789 int ff_mpv_frame_size_alloc(MpegEncContext *s, int linesize);
790 int ff_MPV_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
791 void ff_MPV_common_end(MpegEncContext *s);
792 void ff_MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
793 int ff_MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
794 void ff_MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
795 int ff_MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
796 int ff_MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
797 int ff_MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
798                           AVFrame *frame, int *got_packet);
799 void ff_dct_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
800 void ff_MPV_common_init_x86(MpegEncContext *s);
801 void ff_MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
802 void ff_MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
803 void ff_MPV_common_init_altivec(MpegEncContext *s);
804 void ff_MPV_common_init_bfin(MpegEncContext *s);
805 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
806 void ff_draw_horiz_band(AVCodecContext *avctx, DSPContext *dsp, Picture *cur,
807                         Picture *last, int y, int h, int picture_structure,
808                         int first_field, int draw_edges, int low_delay,
809                         int v_edge_pos, int h_edge_pos);
810 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
811 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
812
813 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p, AVFrame *pict);
814 void ff_print_debug_info2(AVCodecContext *avctx, Picture *p, AVFrame *pict, uint8_t *mbskip_table,
815                          int *low_delay,
816                          int mb_width, int mb_height, int mb_stride, int quarter_sample);
817
818 int ff_mpv_export_qp_table(MpegEncContext *s, AVFrame *f, Picture *p, int qp_type);
819
820 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
821 void ff_release_unused_pictures(MpegEncContext *s, int remove_current);
822 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
823 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, int16_t *block);
824 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
825 int ff_MPV_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
826 void ff_MPV_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
827 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
828 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
829
830 void ff_mpeg_er_frame_start(MpegEncContext *s);
831
832 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
833 int ff_dct_encode_init(MpegEncContext *s);
834 void ff_convert_matrix(DSPContext *dsp, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
835                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
836 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
837
838 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
839
840 void ff_MPV_motion(MpegEncContext *s,
841                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
842                    uint8_t *dest_cr, int dir,
843                    uint8_t **ref_picture,
844                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
845                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
846
847 /**
848  * Allocate a Picture.
849  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
850  */
851 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
852
853 extern const enum AVPixelFormat ff_pixfmt_list_420[];
854
855 /**
856  * permute block according to permuatation.
857  * @param last last non zero element in scantable order
858  */
859 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
860
861 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
862     const int block_size= 8 >> s->avctx->lowres;
863
864     s->block_index[0]+=2;
865     s->block_index[1]+=2;
866     s->block_index[2]+=2;
867     s->block_index[3]+=2;
868     s->block_index[4]++;
869     s->block_index[5]++;
870     s->dest[0]+= 2*block_size;
871     s->dest[1]+= block_size;
872     s->dest[2]+= block_size;
873 }
874
875 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
876     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
877     const int last= s->last_bits;
878
879     s->last_bits = bits;
880
881     return bits - last;
882 }
883
884 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
885     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
886     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
887         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
888     };
889     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
890 }
891
892 /* motion_est.c */
893 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
894                              int mb_x, int mb_y);
895 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
896                              int mb_x, int mb_y);
897 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
898 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
899 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
900                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
901 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
902 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
903 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
904                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
905                              int ref_mv_scale, int size, int h);
906 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
907                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
908
909 /* mpeg12.c */
910 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
911 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
912
913 void ff_mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
914 void ff_mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
915                         int16_t block[6][64],
916                         int motion_x, int motion_y);
917 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
918 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
919
920 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
921 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
922 extern const uint8_t ff_h263_loop_filter_strength[32];
923
924 /* rv10.c */
925 void ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
926 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
927 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
928
929
930 /* msmpeg4.c */
931 void ff_msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
932 void ff_msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
933 void ff_msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
934                           int16_t block[6][64],
935                           int motion_x, int motion_y);
936 int ff_msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
937 int ff_msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
938 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
939 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
940 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
941 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
942 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
943 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
944                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
945                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
946                                int motion_x, int motion_y, int h);
947 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
948 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
949                        int16_t block[6][64],
950                        int motion_x, int motion_y);
951
952 int ff_mpeg_ref_picture(MpegEncContext *s, Picture *dst, Picture *src);
953 void ff_mpeg_unref_picture(MpegEncContext *s, Picture *picture);
954
955
956 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */