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