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 Libav.
   7  *
   8  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 "h263dsp.h"
  37 #include "hpeldsp.h"
  38 #include "idctdsp.h"
  39 #include "me_cmp.h"
  40 #include "mpegvideodsp.h"
  41 #include "mpegvideoencdsp.h"
  42 #include "pixblockdsp.h"
  43 #include "put_bits.h"
  44 #include "ratecontrol.h"
  45 #include "parser.h"
  46 #include "mpeg12data.h"
  47 #include "qpeldsp.h"
  48 #include "rl.h"
  49 #include "thread.h"
  50 #include "videodsp.h"
  51
  52 #include "libavutil/opt.h"
  53
  54 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  55
  56 enum OutputFormat {
  57     FMT_MPEG1,
  58     FMT_H261,
  59     FMT_H263,
  60     FMT_MJPEG,
  61 };
  62
  63 #define MAX_FCODE 7
  64 #define MAX_MV 2048
  65
  66 #define MAX_THREADS 16
  67
  68 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
  69
  70 #define MAX_B_FRAMES 16
  71
  72 #define ME_MAP_SIZE 64
  73
  74 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  75
  76 #define INPLACE_OFFSET 16
  77
  78 #define EDGE_WIDTH 16
  79
  80 /* Start codes. */
  81 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  82 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  83 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  84 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  85 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  86 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  87 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  88 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  89
  90 /* encoding scans */
  91 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  92 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
  93
  94 struct MpegEncContext;
  95
  96 /**
  97  * Picture.
  98  */
  99 typedef struct Picture{
 100     struct AVFrame *f;
 101     ThreadFrame tf;
 102
 103     AVBufferRef *qscale_table_buf;
 104     int8_t *qscale_table;
 105
 106     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
 107     int16_t (*motion_val[2])[2];
 108
 109     AVBufferRef *mb_type_buf;
 110     uint32_t *mb_type;          ///< types and macros are defined in mpegutils.h
 111
 112     AVBufferRef *mbskip_table_buf;
 113     uint8_t *mbskip_table;
 114
 115     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
 116     int8_t *ref_index[2];
 117
 118     AVBufferRef *mb_var_buf;
 119     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 120
 121     AVBufferRef *mc_mb_var_buf;
 122     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 123
 124     AVBufferRef *mb_mean_buf;
 125     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 126
 127     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 128     /**
 129      * hardware accelerator private data
 130      */
 131     void *hwaccel_picture_private;
 132
 133     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
 134
 135     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
 136     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
 137
 138     int b_frame_score;          /* */
 139     int needs_realloc;          ///< Picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
 140
 141     int reference;
 142     int shared;
 143 } Picture;
 144
 145 /**
 146  * Motion estimation context.
 147  */
 148 typedef struct MotionEstContext{
 149     AVCodecContext *avctx;
 150     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
 151     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
 152     int direct_basis_mv[4][2];
 153     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
 154     uint8_t *best_mb;
 155     uint8_t *temp_mb[2];
 156     uint8_t *temp;
 157     int best_bits;
 158     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 159     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 160     unsigned map_generation;
 161     int pre_penalty_factor;
 162     int penalty_factor;                /**< an estimate of the bits required to
 163                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
 164                                         more bits than (0,0). We have to
 165                                         estimate whether any reduction in
 166                                         residual is worth the extra bits. */
 167     int sub_penalty_factor;
 168     int mb_penalty_factor;
 169     int flags;
 170     int sub_flags;
 171     int mb_flags;
 172     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 173     int dia_size;
 174     int xmin;
 175     int xmax;
 176     int ymin;
 177     int ymax;
 178     int pred_x;
 179     int pred_y;
 180     uint8_t *src[4][4];
 181     uint8_t *ref[4][4];
 182     int stride;
 183     int uvstride;
 184     /* temp variables for picture complexity calculation */
 185     int mc_mb_var_sum_temp;
 186     int mb_var_sum_temp;
 187     int scene_change_score;
 188 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 189     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 190     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 191     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 192     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 193     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 194     uint8_t *current_mv_penalty;
 195     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 196                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 197                                   int src_index, int ref_index,
 198                                   int size, int h);
 199 }MotionEstContext;
 200
 201 /**
 202  * MpegEncContext.
 203  */
 204 typedef struct MpegEncContext {
 205     AVClass *class;
 206
 207     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 208     int ac_pred;
 209     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 210     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 211
 212     /* scantables */
 213     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 214     ScanTable intra_scantable;
 215     ScanTable intra_h_scantable;
 216     ScanTable intra_v_scantable;
 217
 218     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 219      *          offsets used in asm. */
 220
 221     struct AVCodecContext *avctx;
 222     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 223     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 224     int gop_size;
 225     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 226     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 227     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 228     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 229     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 230
 231 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 232     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 233     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 234
 235     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
 236     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 237     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 238     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 239     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 240     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 241     int luma_elim_threshold;
 242     int chroma_elim_threshold;
 243     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 244     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 245     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 246     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 247     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 248
 249     /* sequence parameters */
 250     int context_initialized;
 251     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 252     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 253     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 254     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 255     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 256     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 257     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 258     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 259     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 260     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
 261     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 262     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 263     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 264     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 265
 266     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
 267     /**
 268      * pts difference between the first and second input frame, used for
 269      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
 270     int64_t dts_delta;
 271     /**
 272      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
 273      * a delay */
 274     int64_t reordered_pts;
 275
 276     /** bit output */
 277     PutBitContext pb;
 278
 279     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 280     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 281     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 282     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
 283
 284     /**
 285      * copy of the previous picture structure.
 286      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 287      */
 288     Picture last_picture;
 289
 290     /**
 291      * copy of the next picture structure.
 292      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 293      */
 294     Picture next_picture;
 295
 296     /**
 297      * copy of the source picture structure for encoding.
 298      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 299      */
 300     Picture new_picture;
 301
 302     /**
 303      * copy of the current picture structure.
 304      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 305      */
 306     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 307
 308     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 309     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 310     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 311     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 312     int16_t *dc_val_base;
 313     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 314     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 315     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 316     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 317     uint8_t *coded_block_base;
 318     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 319     int16_t (*ac_val_base)[16];
 320     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 321     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 322     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 323                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 324     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 325     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 326     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 327     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
 328     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 329     uint8_t *obmc_scratchpad;
 330     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 331
 332     int qscale;                 ///< QP
 333     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 334     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 335     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 336     int *lambda_table;
 337     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 338     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 339     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 340     int last_pict_type; //FIXME removes
 341     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 342     int droppable;
 343     int frame_rate_index;
 344     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 345     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 346
 347     /* motion compensation */
 348     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 349     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 350
 351     BlockDSPContext bdsp;
 352     FDCTDSPContext fdsp;
 353     HpelDSPContext hdsp;
 354     IDCTDSPContext idsp;
 355     MECmpContext mecc;
 356     MpegVideoDSPContext mdsp;
 357     MpegvideoEncDSPContext mpvencdsp;
 358     PixblockDSPContext pdsp;
 359     QpelDSPContext qdsp;
 360     VideoDSPContext vdsp;
 361     H263DSPContext h263dsp;
 362     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 363     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 364     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 365     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 366     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 367     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 368     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 369     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 370     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 371     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 372     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 373     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 374     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 375     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 376     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 377     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 378     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 379     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 380     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 381     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 382     int me_method;                       ///< ME algorithm
 383     int mv_dir;
 384 #define MV_DIR_FORWARD   1
 385 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 386 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 387     int mv_type;
 388 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 389 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 390 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 391 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 392 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 393     /**motion vectors for a macroblock
 394        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 395        second "         : depend on type
 396        third  "         : 0 = x, 1 = y
 397     */
 398     int mv[2][4][2];
 399     int field_select[2][2];
 400     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 401     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 402     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 403
 404     MotionEstContext me;
 405
 406     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 407                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 408
 409     /* macroblock layer */
 410     int mb_x, mb_y;
 411     int mb_skip_run;
 412     int mb_intra;
 413     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
 414
 415     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 416     int block_wrap[6];
 417     uint8_t *dest[3];
 418
 419     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 420
 421     /** matrix transmitted in the bitstream */
 422     uint16_t intra_matrix[64];
 423     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 424     uint16_t inter_matrix[64];
 425     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 426
 427     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 428     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 429     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 430     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 431     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 432     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 433     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 434     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 435     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 436     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 437 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 438
 439     int coded_score[8];
 440
 441     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 442     int (*q_intra_matrix)[64];
 443     int (*q_inter_matrix)[64];
 444     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 445     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 446     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 447
 448     /* noise reduction */
 449     int (*dct_error_sum)[64];
 450     int dct_count[2];
 451     uint16_t (*dct_offset)[64];
 452
 453     /* bit rate control */
 454     int64_t total_bits;
 455     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 456     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 457     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 458
 459     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 460     int mv_bits;
 461     int header_bits;
 462     int i_tex_bits;
 463     int p_tex_bits;
 464     int i_count;
 465     int f_count;
 466     int b_count;
 467     int skip_count;
 468     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 469     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 470
 471     /* error concealment / resync */
 472     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 473     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 474     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 475     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 476     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 477     int err_recognition;
 478
 479     ParseContext parse_context;
 480
 481     /* H.263 specific */
 482     int gob_index;
 483     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 484     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
 485     int prev_mb_info, last_mb_info;
 486     uint8_t *mb_info_ptr;
 487     int mb_info_size;
 488
 489     /* H.263+ specific */
 490     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 491     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 492     int h263_slice_structured;
 493     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 494     int modified_quant;
 495     int loop_filter;
 496     int custom_pcf;
 497
 498     /* mpeg4 specific */
 499     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
 500     int time_increment_bits;
 501     int last_time_base;
 502     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 503     int64_t time;                   ///< time of current frame
 504     int64_t last_non_b_time;
 505     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 506     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 507     uint16_t pp_field_time;
 508     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 509     int real_sprite_warping_points;
 510     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 511     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 512     int mcsel;
 513     int quant_precision;
 514     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 515     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 516     int sprite_warping_accuracy;
 517     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 518     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 519     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 520     int vo_type;
 521     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 522     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 523     int mpeg_quant;
 524     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 525
 526     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 527     int divx_packed;
 528     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 529     int bitstream_buffer_size;
 530     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 531
 532     /* RV10 specific */
 533     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 534     int rv10_first_dc_coded[3];
 535
 536     /* MJPEG specific */
 537     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 538
 539     /* MSMPEG4 specific */
 540     int mv_table_index;
 541     int rl_table_index;
 542     int rl_chroma_table_index;
 543     int dc_table_index;
 544     int use_skip_mb_code;
 545     int slice_height;      ///< in macroblocks
 546     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 547     int flipflop_rounding;
 548     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 549     int per_mb_rl_table;
 550     int esc3_level_length;
 551     int esc3_run_length;
 552     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 553     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 554     int inter_intra_pred;
 555     int mspel;
 556
 557     /* decompression specific */
 558     GetBitContext gb;
 559
 560     /* Mpeg1 specific */
 561     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 562     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 563     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 564
 565     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 566     int progressive_sequence;
 567     int mpeg_f_code[2][2];
 568
 569     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
 570     int picture_structure;
 571
 572     int intra_dc_precision;
 573     int frame_pred_frame_dct;
 574     int top_field_first;
 575     int concealment_motion_vectors;
 576     int q_scale_type;
 577     int intra_vlc_format;
 578     int alternate_scan;
 579     int repeat_first_field;
 580     int chroma_420_type;
 581     int chroma_format;
 582 #define CHROMA_420 1
 583 #define CHROMA_422 2
 584     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 585     int chroma_y_shift;
 586
 587     int progressive_frame;
 588     int full_pel[2];
 589     int interlaced_dct;
 590     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 591     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 592     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 593
 594     /* RTP specific */
 595     int rtp_mode;
 596
 597     uint8_t *ptr_lastgob;
 598     int16_t (*pblocks[12])[64];
 599
 600     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 601     int16_t (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 602     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 603 #define SLICE_OK         0
 604 #define SLICE_ERROR     -1
 605 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 606 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 607
 608     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 609                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 610     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 611                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 612     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 613                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 614     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 615                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 616     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 617                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 618     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 619                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 620     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 621                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 622     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 623                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 624     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 625     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 626     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
 627
 628     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
 629     int quantizer_noise_shaping;
 630
 631     /* temp buffers for rate control */
 632     float *cplx_tab, *bits_tab;
 633
 634     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
 635      * a frame size change */
 636     int context_reinit;
 637
 638     ERContext er;
 639
 640     int error_rate;
 641
 642     /* temporary frames used by b_frame_strategy = 2 */
 643     AVFrame *tmp_frames[MAX_B_FRAMES + 2];
 644 } MpegEncContext;
 645
 646 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx)             \
 647     ((pic && pic >= old_ctx->picture &&                   \
 648       pic < old_ctx->picture + MAX_PICTURE_COUNT) ?  \
 649         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : NULL)
 650
 651 /* mpegvideo_enc common options */
 652 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
 653 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
 654 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
 655 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
 656 #define FF_MPV_FLAG_NAQ          0x0010
 657 #define FF_MPV_FLAG_MV0          0x0020
 658
 659 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
 660 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 661 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
 662 { "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" },\
 663 { "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" },\
 664 { "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" },\
 665 { "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" },\
 666 { "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" },\
 667 { "naq",            "normalize adaptive quantization",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_NAQ },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 668 { "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" },\
 669 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
 670                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 671 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
 672                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 673 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 674 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
 675                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },
 676
 677 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
 678
 679 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
 680 static const AVClass name ## _class = {\
 681     .class_name = #name " encoder",\
 682     .item_name  = av_default_item_name,\
 683     .option     = ff_mpv_generic_options,\
 684     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
 685 };
 686
 687 /**
 688  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
 689  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
 690  * state of the MpegEncContext.
 691  */
 692 void ff_mpv_common_defaults(MpegEncContext *s);
 693
 694 int ff_mpv_common_init(MpegEncContext *s);
 695 void ff_mpv_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 696 void ff_mpv_common_init_neon(MpegEncContext *s);
 697 void ff_mpv_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 698 void ff_mpv_common_init_x86(MpegEncContext *s);
 699
 700 int ff_mpv_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
 701 void ff_mpv_common_end(MpegEncContext *s);
 702
 703 void ff_mpv_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 704 void ff_mpv_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
 705 void ff_mpv_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 706
 707 int ff_mpv_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 708 void ff_mpv_frame_end(MpegEncContext *s);
 709
 710 int ff_mpv_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 711
 712 int ff_mpv_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 713 void ff_mpv_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 714
 715 int ff_mpv_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 716 int ff_mpv_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 717                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
 718
 719 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 720 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 721 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 722 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p);
 723 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 724 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 725 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, int16_t *block);
 726 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 727 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 728 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 729
 730 void ff_mpv_idct_init(MpegEncContext *s);
 731 void ff_convert_matrix(MpegEncContext *s, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 732                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 733 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
 734
 735 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 736
 737 void ff_mpv_motion(MpegEncContext *s,
 738                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
 739                    uint8_t *dest_cr, int dir,
 740                    uint8_t **ref_picture,
 741                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
 742                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
 743
 744 /**
 745  * Allocate a Picture.
 746  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
 747  */
 748 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 749
 750 /**
 751  * permute block according to permuatation.
 752  * @param last last non zero element in scantable order
 753  */
 754 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
 755
 756 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 757     const int block_size = 8;
 758
 759     s->block_index[0]+=2;
 760     s->block_index[1]+=2;
 761     s->block_index[2]+=2;
 762     s->block_index[3]+=2;
 763     s->block_index[4]++;
 764     s->block_index[5]++;
 765     s->dest[0]+= 2*block_size;
 766     s->dest[1]+= block_size;
 767     s->dest[2]+= block_size;
 768 }
 769
 770 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 771     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 772     const int last= s->last_bits;
 773
 774     s->last_bits = bits;
 775
 776     return bits - last;
 777 }
 778
 779 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 780     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 781     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 782         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 783     };
 784     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 785 }
 786
 787 /* motion_est.c */
 788 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 789                              int mb_x, int mb_y);
 790 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 791                              int mb_x, int mb_y);
 792 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 793 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 794 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 795                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 796 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 797 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 798 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 799                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 800                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 801 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 802                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 803
 804 /* mpeg12.c */
 805 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 806 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
 807
 808 void ff_mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 809 void ff_mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 810                         int16_t block[6][64],
 811                         int motion_x, int motion_y);
 812 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 813 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 814
 815 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 816 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 817
 818 /* rv10.c */
 819 void ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 820 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 821 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 822
 823
 824 /* msmpeg4.c */
 825 void ff_msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 826 void ff_msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 827 void ff_msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 828                           int16_t block[6][64],
 829                           int motion_x, int motion_y);
 830 int ff_msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 831 int ff_msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 832 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 833 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 834 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 835 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 836 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 837 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 838                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 839                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 840                                int motion_x, int motion_y, int h);
 841 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 842 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 843                        int16_t block[6][64],
 844                        int motion_x, int motion_y);
 845
 846 int ff_mpeg_ref_picture(MpegEncContext *s, Picture *dst, Picture *src);
 847 void ff_mpeg_unref_picture(MpegEncContext *s, Picture *picture);
 848 void ff_free_picture_tables(Picture *pic);
 849
 850 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */