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 libavcodec/mpegvideo.h
  25  * mpegvideo header.
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  30
  31 #include "dsputil.h"
  32 #include "get_bits.h"
  33 #include "put_bits.h"
  34 #include "ratecontrol.h"
  35 #include "parser.h"
  36 #include "mpeg12data.h"
  37 #include "rl.h"
  38
  39 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  40
  41 enum OutputFormat {
  42     FMT_MPEG1,
  43     FMT_H261,
  44     FMT_H263,
  45     FMT_MJPEG,
  46     FMT_H264,
  47 };
  48
  49 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  50
  51 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  52 #define QMAT_SHIFT 22
  53
  54 #define MAX_FCODE 7
  55 #define MAX_MV 2048
  56
  57 #define MAX_THREADS 16
  58
  59 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
  60
  61 #define ME_MAP_SIZE 64
  62 #define ME_MAP_SHIFT 3
  63 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  64
  65 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  66
  67 #define INPLACE_OFFSET 16
  68
  69 /* Start codes. */
  70 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  71 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  72 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  73 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  74 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  75 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  76 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  77 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  78
  79 /**
  80  * Picture.
  81  */
  82 typedef struct Picture{
  83     FF_COMMON_FRAME
  84
  85     /**
  86      * halfpel luma planes.
  87      */
  88     uint8_t *interpolated[3];
  89     int16_t (*motion_val_base[2])[2];
  90     uint32_t *mb_type_base;
  91 #define MB_TYPE_INTRA MB_TYPE_INTRA4x4 //default mb_type if there is just one type
  92 #define IS_INTRA4x4(a)   ((a)&MB_TYPE_INTRA4x4)
  93 #define IS_INTRA16x16(a) ((a)&MB_TYPE_INTRA16x16)
  94 #define IS_PCM(a)        ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
  95 #define IS_INTRA(a)      ((a)&7)
  96 #define IS_INTER(a)      ((a)&(MB_TYPE_16x16|MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8))
  97 #define IS_SKIP(a)       ((a)&MB_TYPE_SKIP)
  98 #define IS_INTRA_PCM(a)  ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
  99 #define IS_INTERLACED(a) ((a)&MB_TYPE_INTERLACED)
 100 #define IS_DIRECT(a)     ((a)&MB_TYPE_DIRECT2)
 101 #define IS_GMC(a)        ((a)&MB_TYPE_GMC)
 102 #define IS_16X16(a)      ((a)&MB_TYPE_16x16)
 103 #define IS_16X8(a)       ((a)&MB_TYPE_16x8)
 104 #define IS_8X16(a)       ((a)&MB_TYPE_8x16)
 105 #define IS_8X8(a)        ((a)&MB_TYPE_8x8)
 106 #define IS_SUB_8X8(a)    ((a)&MB_TYPE_16x16) //note reused
 107 #define IS_SUB_8X4(a)    ((a)&MB_TYPE_16x8)  //note reused
 108 #define IS_SUB_4X8(a)    ((a)&MB_TYPE_8x16)  //note reused
 109 #define IS_SUB_4X4(a)    ((a)&MB_TYPE_8x8)   //note reused
 110 #define IS_ACPRED(a)     ((a)&MB_TYPE_ACPRED)
 111 #define IS_QUANT(a)      ((a)&MB_TYPE_QUANT)
 112 #define IS_DIR(a, part, list) ((a) & (MB_TYPE_P0L0<<((part)+2*(list))))
 113 #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
 114 #define HAS_CBP(a)        ((a)&MB_TYPE_CBP)
 115
 116     int field_poc[2];           ///< h264 top/bottom POC
 117     int poc;                    ///< h264 frame POC
 118     int frame_num;              ///< h264 frame_num (raw frame_num from slice header)
 119     int mmco_reset;             ///< h264 MMCO_RESET set this 1. Reordering code must not mix pictures before and after MMCO_RESET.
 120     int pic_id;                 /**< h264 pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
 121                                      pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
 122     int long_ref;               ///< 1->long term reference 0->short term reference
 123     int ref_poc[2][2][16];      ///< h264 POCs of the frames used as reference (FIXME need per slice)
 124     int ref_count[2][2];        ///< number of entries in ref_poc              (FIXME need per slice)
 125     int mbaff;                  ///< h264 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
 126
 127     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
 128     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
 129     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 130     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 131     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 132     int32_t *mb_cmp_score;      ///< Table for MB cmp scores, for mb decision FIXME remove
 133     int b_frame_score;          /* */
 134 } Picture;
 135
 136 struct MpegEncContext;
 137
 138 /**
 139  * Motion estimation context.
 140  */
 141 typedef struct MotionEstContext{
 142     AVCodecContext *avctx;
 143     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
 144     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
 145     int direct_basis_mv[4][2];
 146     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
 147     uint8_t *best_mb;
 148     uint8_t *temp_mb[2];
 149     uint8_t *temp;
 150     int best_bits;
 151     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 152     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 153     int map_generation;
 154     int pre_penalty_factor;
 155     int penalty_factor;                /*!< an estimate of the bits required to
 156                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
 157                                         more bits than (0,0). We have to
 158                                         estimate whether any reduction in
 159                                         residual is worth the extra bits. */
 160     int sub_penalty_factor;
 161     int mb_penalty_factor;
 162     int flags;
 163     int sub_flags;
 164     int mb_flags;
 165     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 166     int dia_size;
 167     int xmin;
 168     int xmax;
 169     int ymin;
 170     int ymax;
 171     int pred_x;
 172     int pred_y;
 173     uint8_t *src[4][4];
 174     uint8_t *ref[4][4];
 175     int stride;
 176     int uvstride;
 177     /* temp variables for picture complexity calculation */
 178     int mc_mb_var_sum_temp;
 179     int mb_var_sum_temp;
 180     int scene_change_score;
 181 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 182     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 183     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 184     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 185     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 186     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 187     uint8_t *current_mv_penalty;
 188     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 189                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 190                                   int src_index, int ref_index,
 191                                   int size, int h);
 192 }MotionEstContext;
 193
 194 /**
 195  * MpegEncContext.
 196  */
 197 typedef struct MpegEncContext {
 198     struct AVCodecContext *avctx;
 199     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 200     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 201     int gop_size;
 202     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 203     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 204     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 205     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 206     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 207
 208 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 209     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 210     int h263_msmpeg4; ///< generate MSMPEG4 compatible stream (deprecated, use msmpeg4_version instead)
 211     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 212
 213     enum CodecID codec_id;     /* see CODEC_ID_xxx */
 214     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 215     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 216     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 217     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 218     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 219     int luma_elim_threshold;
 220     int chroma_elim_threshold;
 221     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 222     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 223     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 224     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 225     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 226
 227     /** bit output */
 228     PutBitContext pb;
 229
 230     /* sequence parameters */
 231     int context_initialized;
 232     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 233     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 234     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 235     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 236     int b_frames_since_non_b;  ///< used for encoding, relative to not yet reordered input
 237     int64_t user_specified_pts;///< last non zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video()
 238     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 239     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 240     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 241     int b4_stride;             ///< 4*mb_width+1 used for some 4x4 block arrays to allow simple addressing
 242     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 243     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 244     int linesize;              ///< line size, in bytes, may be different from width
 245     int uvlinesize;            ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 246     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 247     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 248     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 249
 250     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 251     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 252     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 253
 254     /**
 255      * copy of the previous picture structure.
 256      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 257      */
 258     Picture last_picture;
 259
 260     /**
 261      * copy of the next picture structure.
 262      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 263      */
 264     Picture next_picture;
 265
 266     /**
 267      * copy of the source picture structure for encoding.
 268      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 269      */
 270     Picture new_picture;
 271
 272     /**
 273      * copy of the current picture structure.
 274      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 275      */
 276     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 277
 278     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 279     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 280     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 281     uint8_t *visualization_buffer[3]; //< temporary buffer vor MV visualization
 282     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 283     int16_t *dc_val_base;
 284     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 285     int16_t dc_cache[4*5];
 286     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 287     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 288     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 289     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 290     uint8_t *coded_block_base;
 291     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 292     int16_t (*ac_val_base)[16];
 293     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 294     int ac_pred;
 295     uint8_t *prev_pict_types;     ///< previous picture types in bitstream order, used for mb skip
 296 #define PREV_PICT_TYPES_BUFFER_SIZE 256
 297     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 298     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 299                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 300     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 301     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 302     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 303     uint8_t *allocated_edge_emu_buffer;
 304     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< points into the middle of allocated_edge_emu_buffer
 305     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 306     uint8_t *obmc_scratchpad;
 307     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 308
 309     int qscale;                 ///< QP
 310     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 311     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 312     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 313     int *lambda_table;
 314     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 315     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 316     int closed_gop;             ///< MPEG1/2 GOP is closed
 317     int pict_type;              ///< FF_I_TYPE, FF_P_TYPE, FF_B_TYPE, ...
 318     int last_pict_type; //FIXME removes
 319     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 320     int dropable;
 321     int frame_rate_index;
 322     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 323     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 324
 325     /* motion compensation */
 326     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 327     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 328     int decode;                 ///< if 0 then decoding will be skipped (for encoding b frames for example)
 329
 330     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
 331     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 332     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 333     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 334     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 335     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 336     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 337     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 338     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 339     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 340     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 341     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 342     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 343     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 344     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 345     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 346     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 347     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 348     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 349     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 350     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 351     int me_method;                       ///< ME algorithm
 352     int mv_dir;
 353 #define MV_DIR_FORWARD   1
 354 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 355 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 356     int mv_type;
 357 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 358 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 359 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 360 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 361 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 362     /**motion vectors for a macroblock
 363        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 364        second "         : depend on type
 365        third  "         : 0 = x, 1 = y
 366     */
 367     int mv[2][4][2];
 368     int field_select[2][2];
 369     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 370     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 371     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 372
 373     MotionEstContext me;
 374
 375     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 376                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 377
 378     int hurry_up;     /**< when set to 1 during decoding, b frames will be skipped
 379                          when set to 2 idct/dequant will be skipped too */
 380
 381     /* macroblock layer */
 382     int mb_x, mb_y;
 383     int mb_skip_run;
 384     int mb_intra;
 385     uint16_t *mb_type;           ///< Table for candidate MB types for encoding
 386 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTRA    0x01
 387 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER    0x02
 388 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER4V  0x04
 389 #define CANDIDATE_MB_TYPE_SKIPPED   0x08
 390 //#define MB_TYPE_GMC      0x10
 391
 392 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT   0x10
 393 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD  0x20
 394 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD 0x40
 395 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR    0x80
 396
 397 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER_I    0x100
 398 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD_I  0x200
 399 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD_I 0x400
 400 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR_I    0x800
 401
 402 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT0    0x1000
 403
 404     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 405     int block_wrap[6];
 406     uint8_t *dest[3];
 407
 408     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 409
 410     /** matrix transmitted in the bitstream */
 411     uint16_t intra_matrix[64];
 412     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 413     uint16_t inter_matrix[64];
 414     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 415 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 416     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 417     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 418     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 419     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 420     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 421     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 422     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 423     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 424     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 425     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 426     uint8_t *chroma_dc_vlc_length;
 427 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 428
 429     int coded_score[8];
 430
 431     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 432     int (*q_intra_matrix)[64];
 433     int (*q_inter_matrix)[64];
 434     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 435     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 436     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 437     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 438     /* scantables */
 439     ScanTable intra_scantable;
 440     ScanTable intra_h_scantable;
 441     ScanTable intra_v_scantable;
 442     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 443
 444     /* noise reduction */
 445     int (*dct_error_sum)[64];
 446     int dct_count[2];
 447     uint16_t (*dct_offset)[64];
 448
 449     void *opaque;              ///< private data for the user
 450
 451     /* bit rate control */
 452     int64_t wanted_bits;
 453     int64_t total_bits;
 454     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 455     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 456     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 457
 458     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 459     int mv_bits;
 460     int header_bits;
 461     int i_tex_bits;
 462     int p_tex_bits;
 463     int i_count;
 464     int f_count;
 465     int b_count;
 466     int skip_count;
 467     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 468     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 469
 470     /* error concealment / resync */
 471     int error_count;
 472     uint8_t *error_status_table;       ///< table of the error status of each MB
 473 #define VP_START            1          ///< current MB is the first after a resync marker
 474 #define AC_ERROR            2
 475 #define DC_ERROR            4
 476 #define MV_ERROR            8
 477 #define AC_END              16
 478 #define DC_END              32
 479 #define MV_END              64
 480 //FIXME some prefix?
 481
 482     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 483     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 484     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 485     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 486     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 487     int error_recognition;
 488
 489     ParseContext parse_context;
 490
 491     /* H.263 specific */
 492     int gob_index;
 493     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 494     int showed_packed_warning;      ///< flag for having shown the warning about divxs invalid b frames
 495
 496     /* H.263+ specific */
 497     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 498     int h263_aic;                   ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 499     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 500     int h263_slice_structured;
 501     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 502     int modified_quant;
 503     int loop_filter;
 504     int custom_pcf;
 505
 506     /* mpeg4 specific */
 507     int time_increment_bits;        ///< number of bits to represent the fractional part of time
 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 shape;
 517     int vol_sprite_usage;
 518     int sprite_width;
 519     int sprite_height;
 520     int sprite_left;
 521     int sprite_top;
 522     int sprite_brightness_change;
 523     int num_sprite_warping_points;
 524     int real_sprite_warping_points;
 525     uint16_t sprite_traj[4][2];      ///< sprite trajectory points
 526     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 527     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 528     int sprite_shift[2];             ///< sprite shift [isChroma]
 529     int mcsel;
 530     int quant_precision;
 531     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 532     int scalability;
 533     int hierachy_type;
 534     int enhancement_type;
 535     int new_pred;
 536     int reduced_res_vop;
 537     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 538     int sprite_warping_accuracy;
 539     int low_latency_sprite;
 540     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 541     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 542     int rvlc;                        ///< reversible vlc
 543     int resync_marker;               ///< could this stream contain resync markers
 544     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 545     int vo_type;
 546     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
 547     int intra_dc_threshold;          ///< QP above whch the ac VLC should be used for intra dc
 548     int use_intra_dc_vlc;
 549     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 550     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 551     int mpeg_quant;
 552     int t_frame;                       ///< time distance of first I -> B, used for interlaced b frames
 553     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 554     int cplx_estimation_trash_i;
 555     int cplx_estimation_trash_p;
 556     int cplx_estimation_trash_b;
 557
 558     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 559     int divx_version;
 560     int divx_build;
 561     int divx_packed;
 562     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 563     int bitstream_buffer_size;
 564     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 565
 566     int xvid_build;
 567
 568     /* lavc specific stuff, used to workaround bugs in libavcodec */
 569     int lavc_build;
 570
 571     /* RV10 specific */
 572     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 573     int rv10_first_dc_coded[3];
 574
 575     /* MJPEG specific */
 576     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 577     int mjpeg_vsample[3];       ///< vertical sampling factors, default = {2, 1, 1}
 578     int mjpeg_hsample[3];       ///< horizontal sampling factors, default = {2, 1, 1}
 579
 580     /* MSMPEG4 specific */
 581     int mv_table_index;
 582     int rl_table_index;
 583     int rl_chroma_table_index;
 584     int dc_table_index;
 585     int use_skip_mb_code;
 586     int slice_height;      ///< in macroblocks
 587     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 588     int flipflop_rounding;
 589     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 590     int per_mb_rl_table;
 591     int esc3_level_length;
 592     int esc3_run_length;
 593     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 594     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 595     int inter_intra_pred;
 596     int mspel;
 597
 598     /* decompression specific */
 599     GetBitContext gb;
 600
 601     /* Mpeg1 specific */
 602     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 603     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 604     int broken_link;         ///< no_output_of_prior_pics_flag
 605     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 606
 607     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 608     int progressive_sequence;
 609     int mpeg_f_code[2][2];
 610     int picture_structure;
 611 /* picture type */
 612 #define PICT_TOP_FIELD     1
 613 #define PICT_BOTTOM_FIELD  2
 614 #define PICT_FRAME         3
 615
 616     int intra_dc_precision;
 617     int frame_pred_frame_dct;
 618     int top_field_first;
 619     int concealment_motion_vectors;
 620     int q_scale_type;
 621     int intra_vlc_format;
 622     int alternate_scan;
 623     int repeat_first_field;
 624     int chroma_420_type;
 625     int chroma_format;
 626 #define CHROMA_420 1
 627 #define CHROMA_422 2
 628 #define CHROMA_444 3
 629     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 630     int chroma_y_shift;
 631
 632     int progressive_frame;
 633     int full_pel[2];
 634     int interlaced_dct;
 635     int first_slice;
 636     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 637
 638     /* RTP specific */
 639     int rtp_mode;
 640
 641     uint8_t *ptr_lastgob;
 642     int swap_uv;             //vcr2 codec is an MPEG-2 variant with U and V swapped
 643     DCTELEM (*pblocks[12])[64];
 644
 645     DCTELEM (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 646     DCTELEM (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 647     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 648 #define SLICE_OK         0
 649 #define SLICE_ERROR     -1
 650 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 651 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 652
 653     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 654                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 655     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 656                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 657     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 658                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 659     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 660                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 661     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 662                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 663     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 664                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 665     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
 666                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 667     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
 668                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 669     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 670                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 671     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 672                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 673     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 674     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 675     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 676 } MpegEncContext;
 677
 678
 679 void MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 680 int MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 681 void MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 682 void MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[12][64]);
 683 int MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 684 void MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 685 int MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 686 int MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 687 int MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, unsigned char *buf, int buf_size, void *data);
 688 void MPV_common_init_mmx(MpegEncContext *s);
 689 void MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 690 void MPV_common_init_mlib(MpegEncContext *s);
 691 void MPV_common_init_mmi(MpegEncContext *s);
 692 void MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 693 void MPV_common_init_altivec(MpegEncContext *s);
 694 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 695 void ff_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 696 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 697 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, AVFrame *pict);
 698 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 699 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 700 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 701 void ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 702 const uint8_t *ff_find_start_code(const uint8_t *p, const uint8_t *end, uint32_t *state);
 703
 704 void ff_er_frame_start(MpegEncContext *s);
 705 void ff_er_frame_end(MpegEncContext *s);
 706 void ff_er_add_slice(MpegEncContext *s, int startx, int starty, int endx, int endy, int status);
 707
 708 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
 709 void ff_convert_matrix(DSPContext *dsp, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 710                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 711
 712 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 713 void ff_copy_picture(Picture *dst, Picture *src);
 714
 715 /**
 716  * allocates a Picture
 717  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared=0
 718  */
 719 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 720
 721 extern const enum PixelFormat ff_pixfmt_list_420[];
 722 extern const enum PixelFormat ff_hwaccel_pixfmt_list_420[];
 723
 724 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 725     const int block_size= 8>>s->avctx->lowres;
 726
 727     s->block_index[0]+=2;
 728     s->block_index[1]+=2;
 729     s->block_index[2]+=2;
 730     s->block_index[3]+=2;
 731     s->block_index[4]++;
 732     s->block_index[5]++;
 733     s->dest[0]+= 2*block_size;
 734     s->dest[1]+= block_size;
 735     s->dest[2]+= block_size;
 736 }
 737
 738 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 739     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 740     const int last= s->last_bits;
 741
 742     s->last_bits = bits;
 743
 744     return bits - last;
 745 }
 746
 747 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 748     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 749     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 750         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 751     };
 752     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 753 }
 754
 755 /* motion_est.c */
 756 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 757                              int mb_x, int mb_y);
 758 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 759                              int mb_x, int mb_y);
 760 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 761 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 762 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 763                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 764 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 765 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 766 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 767                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 768                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 769 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 770                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 771
 772 /* mpeg12.c */
 773 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 774
 775 void mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 776 void mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 777                      DCTELEM block[6][64],
 778                      int motion_x, int motion_y);
 779 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 780 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 781 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s);
 782 int ff_mpeg1_find_frame_end(ParseContext *pc, const uint8_t *buf, int buf_size, AVCodecParserContext *s);
 783
 784 extern const uint8_t ff_mpeg4_y_dc_scale_table[32];
 785 extern const uint8_t ff_mpeg4_c_dc_scale_table[32];
 786 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 787 extern const int16_t ff_mpeg4_default_intra_matrix[64];
 788 extern const int16_t ff_mpeg4_default_non_intra_matrix[64];
 789 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 790 extern const uint8_t ff_h263_loop_filter_strength[32];
 791
 792 /* h261.c */
 793 void ff_h261_loop_filter(MpegEncContext *s);
 794 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext* s);
 795 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext *s,
 796                     DCTELEM block[6][64],
 797                     int motion_x, int motion_y);
 798 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 799 void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s);
 800 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height);
 801
 802
 803 /* h263.c, h263dec.c */
 804 int ff_h263_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 805 int ff_h263_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 806                              void *data, int *data_size,
 807                              AVPacket *avpkt);
 808 int ff_h263_decode_end(AVCodecContext *avctx);
 809 void h263_encode_mb(MpegEncContext *s,
 810                     DCTELEM block[6][64],
 811                     int motion_x, int motion_y);
 812 void mpeg4_encode_mb(MpegEncContext *s,
 813                     DCTELEM block[6][64],
 814                     int motion_x, int motion_y);
 815 void h263_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 816 void ff_flv_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 817 void h263_encode_gob_header(MpegEncContext * s, int mb_line);
 818 int16_t *h263_pred_motion(MpegEncContext * s, int block, int dir,
 819                         int *px, int *py);
 820 void mpeg4_pred_ac(MpegEncContext * s, DCTELEM *block, int n,
 821                    int dir);
 822 void ff_set_mpeg4_time(MpegEncContext * s);
 823 void mpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 824 void h263_encode_init(MpegEncContext *s);
 825 void h263_decode_init_vlc(MpegEncContext *s);
 826 int h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
 827 int ff_h263_decode_gob_header(MpegEncContext *s);
 828 int ff_mpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s, GetBitContext *gb);
 829 void ff_h263_update_motion_val(MpegEncContext * s);
 830 void ff_h263_loop_filter(MpegEncContext * s);
 831 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 832 int ff_h263_decode_mba(MpegEncContext *s);
 833 void ff_h263_encode_mba(MpegEncContext *s);
 834
 835 int intel_h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
 836 int flv_h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
 837 int ff_h263_decode_mb(MpegEncContext *s,
 838                       DCTELEM block[6][64]);
 839 int ff_mpeg4_decode_mb(MpegEncContext *s,
 840                       DCTELEM block[6][64]);
 841 int h263_get_picture_format(int width, int height);
 842 void ff_mpeg4_encode_video_packet_header(MpegEncContext *s);
 843 void ff_mpeg4_clean_buffers(MpegEncContext *s);
 844 void ff_mpeg4_stuffing(PutBitContext * pbc);
 845 void ff_mpeg4_init_partitions(MpegEncContext *s);
 846 void ff_mpeg4_merge_partitions(MpegEncContext *s);
 847 void ff_clean_mpeg4_qscales(MpegEncContext *s);
 848 void ff_clean_h263_qscales(MpegEncContext *s);
 849 int ff_mpeg4_decode_partitions(MpegEncContext *s);
 850 int ff_mpeg4_get_video_packet_prefix_length(MpegEncContext *s);
 851 int ff_h263_resync(MpegEncContext *s);
 852 const uint8_t *ff_h263_find_resync_marker(const uint8_t *p, const uint8_t *end);
 853 int ff_h263_get_gob_height(MpegEncContext *s);
 854 void ff_mpeg4_init_direct_mv(MpegEncContext *s);
 855 int ff_mpeg4_set_direct_mv(MpegEncContext *s, int mx, int my);
 856 void ff_h263_encode_motion(MpegEncContext * s, int val, int f_code);
 857
 858
 859 /* rv10.c */
 860 void rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 861 int rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 862 void rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 863
 864
 865 /* msmpeg4.c */
 866 void msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 867 void msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 868 void msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 869                        DCTELEM block[6][64],
 870                        int motion_x, int motion_y);
 871 int msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 872 int msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 873 int ff_msmpeg4_decode_init(MpegEncContext *s);
 874 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 875 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 876 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 877 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 878 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 879                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 880                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 881                                int motion_x, int motion_y, int h);
 882 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 883 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 884                        DCTELEM block[6][64],
 885                        int motion_x, int motion_y);
 886
 887 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */
 888