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 mpegvideo.h
  25  * mpegvideo header.
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  30
  31 #include "dsputil.h"
  32 #include "bitstream.h"
  33 #include "ratecontrol.h"
  34 #include "parser.h"
  35
  36 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  37
  38 enum OutputFormat {
  39     FMT_MPEG1,
  40     FMT_H261,
  41     FMT_H263,
  42     FMT_MJPEG,
  43     FMT_H264,
  44 };
  45
  46 #define EDGE_WIDTH 16
  47
  48 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  49
  50 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  51 #define QMAT_SHIFT 22
  52
  53 #define MAX_FCODE 7
  54 #define MAX_MV 2048
  55
  56 #define MAX_THREADS 8
  57
  58 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
  59
  60 #define ME_MAP_SIZE 64
  61 #define ME_MAP_SHIFT 3
  62 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  63
  64 /* run length table */
  65 #define MAX_RUN    64
  66 #define MAX_LEVEL  64
  67
  68 #define I_TYPE FF_I_TYPE  ///< Intra
  69 #define P_TYPE FF_P_TYPE  ///< Predicted
  70 #define B_TYPE FF_B_TYPE  ///< Bi-dir predicted
  71 #define S_TYPE FF_S_TYPE  ///< S(GMC)-VOP MPEG4
  72 #define SI_TYPE FF_SI_TYPE  ///< Switching Intra
  73 #define SP_TYPE FF_SP_TYPE  ///< Switching Predicted
  74
  75 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  76
  77 #define INPLACE_OFFSET 16
  78
  79 /**
  80  * Scantable.
  81  */
  82 typedef struct ScanTable{
  83     const uint8_t *scantable;
  84     uint8_t permutated[64];
  85     uint8_t raster_end[64];
  86 #ifdef ARCH_POWERPC
  87                 /** Used by dct_quantise_alitvec to find last-non-zero */
  88     DECLARE_ALIGNED_8(uint8_t, inverse[64]);
  89 #endif
  90 } ScanTable;
  91
  92 /**
  93  * Picture.
  94  */
  95 typedef struct Picture{
  96     FF_COMMON_FRAME
  97
  98     /**
  99      * halfpel luma planes.
 100      */
 101     uint8_t *interpolated[3];
 102     int16_t (*motion_val_base[2])[2];
 103     uint32_t *mb_type_base;
 104 #define MB_TYPE_INTRA MB_TYPE_INTRA4x4 //default mb_type if theres just one type
 105 #define IS_INTRA4x4(a)   ((a)&MB_TYPE_INTRA4x4)
 106 #define IS_INTRA16x16(a) ((a)&MB_TYPE_INTRA16x16)
 107 #define IS_PCM(a)        ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
 108 #define IS_INTRA(a)      ((a)&7)
 109 #define IS_INTER(a)      ((a)&(MB_TYPE_16x16|MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8))
 110 #define IS_SKIP(a)       ((a)&MB_TYPE_SKIP)
 111 #define IS_INTRA_PCM(a)  ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
 112 #define IS_INTERLACED(a) ((a)&MB_TYPE_INTERLACED)
 113 #define IS_DIRECT(a)     ((a)&MB_TYPE_DIRECT2)
 114 #define IS_GMC(a)        ((a)&MB_TYPE_GMC)
 115 #define IS_16X16(a)      ((a)&MB_TYPE_16x16)
 116 #define IS_16X8(a)       ((a)&MB_TYPE_16x8)
 117 #define IS_8X16(a)       ((a)&MB_TYPE_8x16)
 118 #define IS_8X8(a)        ((a)&MB_TYPE_8x8)
 119 #define IS_SUB_8X8(a)    ((a)&MB_TYPE_16x16) //note reused
 120 #define IS_SUB_8X4(a)    ((a)&MB_TYPE_16x8)  //note reused
 121 #define IS_SUB_4X8(a)    ((a)&MB_TYPE_8x16)  //note reused
 122 #define IS_SUB_4X4(a)    ((a)&MB_TYPE_8x8)   //note reused
 123 #define IS_ACPRED(a)     ((a)&MB_TYPE_ACPRED)
 124 #define IS_QUANT(a)      ((a)&MB_TYPE_QUANT)
 125 #define IS_DIR(a, part, list) ((a) & (MB_TYPE_P0L0<<((part)+2*(list))))
 126 #define USES_LIST(a, list) ((a) & ((MB_TYPE_P0L0|MB_TYPE_P1L0)<<(2*(list)))) ///< does this mb use listX, note doesnt work if subMBs
 127 #define HAS_CBP(a)        ((a)&MB_TYPE_CBP)
 128
 129     int field_poc[2];           ///< h264 top/bottom POC
 130     int poc;                    ///< h264 frame POC
 131     int frame_num;              ///< h264 frame_num
 132     int pic_id;                 ///< h264 pic_num or long_term_pic_idx
 133     int long_ref;               ///< 1->long term reference 0->short term reference
 134     int ref_poc[2][16];         ///< h264 POCs of the frames used as reference
 135     int ref_count[2];           ///< number of entries in ref_poc
 136
 137     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
 138     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
 139     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 140     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 141     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 142     int32_t *mb_cmp_score;      ///< Table for MB cmp scores, for mb decision FIXME remove
 143     int b_frame_score;          /* */
 144 } Picture;
 145
 146 struct MpegEncContext;
 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 doesnt 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     int 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     int mc_mb_var_sum_temp;
 189     int 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     struct AVCodecContext *avctx;
 209     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 210     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 211     int gop_size;
 212     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 213     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 214     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 215     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 216
 217 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 218     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 219     int h263_msmpeg4; ///< generate MSMPEG4 compatible stream (deprecated, use msmpeg4_version instead)
 220     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 221
 222     enum CodecID codec_id;     /* see CODEC_ID_xxx */
 223     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 224     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 225     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 226     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 227     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 228     int luma_elim_threshold;
 229     int chroma_elim_threshold;
 230     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 231     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 232     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 233     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 234     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 235
 236     /** bit output */
 237     PutBitContext pb;
 238
 239     /* sequence parameters */
 240     int context_initialized;
 241     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, shouldnt be used for/by anything else
 242     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, shouldnt be used for/by anything else
 243     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 244     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 245     int b_frames_since_non_b;  ///< used for encoding, relative to not yet reordered input
 246     int64_t user_specified_pts;///< last non zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video()
 247     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 248     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 249     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 250     int b4_stride;             ///< 4*mb_width+1 used for some 4x4 block arrays to allow simple addressing
 251     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 252     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 253     int linesize;              ///< line size, in bytes, may be different from width
 254     int uvlinesize;            ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 255     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 256     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 257     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 258
 259     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 260     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 261     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 262
 263     /**
 264      * copy of the previous picture structure.
 265      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 266      */
 267     Picture last_picture;
 268
 269     /**
 270      * copy of the next picture structure.
 271      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 272      */
 273     Picture next_picture;
 274
 275     /**
 276      * copy of the source picture structure for encoding.
 277      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 278      */
 279     Picture new_picture;
 280
 281     /**
 282      * copy of the current picture structure.
 283      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 284      */
 285     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 286
 287     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 288     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 289     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 290     uint8_t *visualization_buffer[3]; //< temporary buffer vor MV visualization
 291     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 292     int16_t *dc_val_base;
 293     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 294     int16_t dc_cache[4*5];
 295     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 296     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 297     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 298     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 299     uint8_t *coded_block_base;
 300     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 301     int16_t (*ac_val_base)[16];
 302     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 303     int ac_pred;
 304     uint8_t *prev_pict_types;     ///< previous picture types in bitstream order, used for mb skip
 305 #define PREV_PICT_TYPES_BUFFER_SIZE 256
 306     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 307     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 308                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 309     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 310     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 311     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 312     uint8_t *allocated_edge_emu_buffer;
 313     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< points into the middle of allocated_edge_emu_buffer
 314     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 315     uint8_t *obmc_scratchpad;
 316     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 317
 318     int qscale;                 ///< QP
 319     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 320     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 321     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 322     int *lambda_table;
 323     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 324     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 325     int pict_type;              ///< I_TYPE, P_TYPE, B_TYPE, ...
 326     int last_pict_type; //FIXME removes
 327     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 328     int dropable;
 329     int frame_rate_index;
 330     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 331     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 332
 333     /* motion compensation */
 334     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 335     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 336     int decode;                 ///< if 0 then decoding will be skipped (for encoding b frames for example)
 337
 338     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
 339     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 340     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 341     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 342     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 343     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 344     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 345     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 346     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 347     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 348     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 349     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 350     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 351     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 352     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 353     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 354     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 355     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 356     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 357     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 358     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 359     int me_method;                       ///< ME algorithm
 360     int mv_dir;
 361 #define MV_DIR_BACKWARD  1
 362 #define MV_DIR_FORWARD   2
 363 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 364     int mv_type;
 365 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 366 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 367 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 368 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 369 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 370     /**motion vectors for a macroblock
 371        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 372        second "         : depend on type
 373        third  "         : 0 = x, 1 = y
 374     */
 375     int mv[2][4][2];
 376     int field_select[2][2];
 377     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 378     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 379     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 380
 381     MotionEstContext me;
 382
 383     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 384                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 385
 386     int hurry_up;     /**< when set to 1 during decoding, b frames will be skipped
 387                          when set to 2 idct/dequant will be skipped too */
 388
 389     /* macroblock layer */
 390     int mb_x, mb_y;
 391     int mb_skip_run;
 392     int mb_intra;
 393     uint16_t *mb_type;           ///< Table for candidate MB types for encoding
 394 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTRA    0x01
 395 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER    0x02
 396 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER4V  0x04
 397 #define CANDIDATE_MB_TYPE_SKIPPED   0x08
 398 //#define MB_TYPE_GMC      0x10
 399
 400 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT   0x10
 401 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD  0x20
 402 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD 0x40
 403 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR    0x80
 404
 405 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER_I    0x100
 406 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD_I  0x200
 407 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD_I 0x400
 408 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR_I    0x800
 409
 410 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT0    0x1000
 411
 412     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 413     int block_wrap[6];
 414     uint8_t *dest[3];
 415
 416     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 417
 418     /** matrix transmitted in the bitstream */
 419     uint16_t intra_matrix[64];
 420     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 421     uint16_t inter_matrix[64];
 422     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 423 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 424     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 425     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 426     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 427     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 428     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 429     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 430     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 431     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 432     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 433     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 434     uint8_t *chroma_dc_vlc_length;
 435 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 436
 437     int coded_score[8];
 438
 439     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 440     int (*q_intra_matrix)[64];
 441     int (*q_inter_matrix)[64];
 442     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 443     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 444     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 445     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 446     /* scantables */
 447     DECLARE_ALIGNED_8(ScanTable, intra_scantable);
 448     ScanTable intra_h_scantable;
 449     ScanTable intra_v_scantable;
 450     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 451
 452     /* noise reduction */
 453     int (*dct_error_sum)[64];
 454     int dct_count[2];
 455     uint16_t (*dct_offset)[64];
 456
 457     void *opaque;              ///< private data for the user
 458
 459     /* bit rate control */
 460     int64_t wanted_bits;
 461     int64_t total_bits;
 462     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 463     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 464     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 465
 466     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 467     int mv_bits;
 468     int header_bits;
 469     int i_tex_bits;
 470     int p_tex_bits;
 471     int i_count;
 472     int f_count;
 473     int b_count;
 474     int skip_count;
 475     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 476     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 477
 478     /* error concealment / resync */
 479     int error_count;
 480     uint8_t *error_status_table;       ///< table of the error status of each MB
 481 #define VP_START            1          ///< current MB is the first after a resync marker
 482 #define AC_ERROR            2
 483 #define DC_ERROR            4
 484 #define MV_ERROR            8
 485 #define AC_END              16
 486 #define DC_END              32
 487 #define MV_END              64
 488 //FIXME some prefix?
 489
 490     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 491     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 492     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 493     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 494     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 495     int error_resilience;
 496
 497     ParseContext parse_context;
 498
 499     /* H.263 specific */
 500     int gob_index;
 501     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 502
 503     /* H.263+ specific */
 504     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 505     int h263_aic;                   ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 506     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 507     int h263_slice_structured;
 508     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 509     int modified_quant;
 510     int loop_filter;
 511     int custom_pcf;
 512
 513     /* mpeg4 specific */
 514     int time_increment_bits;        ///< number of bits to represent the fractional part of time
 515     int last_time_base;
 516     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 517     int64_t time;                   ///< time of current frame
 518     int64_t last_non_b_time;
 519     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 520     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 521     uint16_t pp_field_time;
 522     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 523     int shape;
 524     int vol_sprite_usage;
 525     int sprite_width;
 526     int sprite_height;
 527     int sprite_left;
 528     int sprite_top;
 529     int sprite_brightness_change;
 530     int num_sprite_warping_points;
 531     int real_sprite_warping_points;
 532     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 533     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 534     int sprite_shift[2];             ///< sprite shift [isChroma]
 535     int mcsel;
 536     int quant_precision;
 537     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 538     int scalability;
 539     int hierachy_type;
 540     int enhancement_type;
 541     int new_pred;
 542     int reduced_res_vop;
 543     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 544     int sprite_warping_accuracy;
 545     int low_latency_sprite;
 546     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 547     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 548     int rvlc;                        ///< reversible vlc
 549     int resync_marker;               ///< could this stream contain resync markers
 550     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 551     int vo_type;
 552     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
 553     int intra_dc_threshold;          ///< QP above whch the ac VLC should be used for intra dc
 554     int use_intra_dc_vlc;
 555     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 556     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 557     int mpeg_quant;
 558     int t_frame;                       ///< time distance of first I -> B, used for interlaced b frames
 559     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 560
 561     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 562     int divx_version;
 563     int divx_build;
 564     int divx_packed;
 565     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 566     int bitstream_buffer_size;
 567     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 568
 569     int xvid_build;
 570
 571     /* lavc specific stuff, used to workaround bugs in libavcodec */
 572     int lavc_build;
 573
 574     /* RV10 specific */
 575     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 576     int rv10_first_dc_coded[3];
 577
 578     /* MJPEG specific */
 579     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 580     int mjpeg_vsample[3];       ///< vertical sampling factors, default = {2, 1, 1}
 581     int mjpeg_hsample[3];       ///< horizontal sampling factors, default = {2, 1, 1}
 582     int mjpeg_write_tables;     ///< do we want to have quantisation- and huffmantables in the jpeg file ?
 583     int mjpeg_data_only_frames; ///< frames only with SOI, SOS and EOI markers
 584
 585     /* MSMPEG4 specific */
 586     int mv_table_index;
 587     int rl_table_index;
 588     int rl_chroma_table_index;
 589     int dc_table_index;
 590     int use_skip_mb_code;
 591     int slice_height;      ///< in macroblocks
 592     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 593     int flipflop_rounding;
 594     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 595     int per_mb_rl_table;
 596     int esc3_level_length;
 597     int esc3_run_length;
 598     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 599     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 600     int inter_intra_pred;
 601     int mspel;
 602
 603     /* decompression specific */
 604     GetBitContext gb;
 605
 606     /* Mpeg1 specific */
 607     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 608     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 609     int broken_link;         ///< no_output_of_prior_pics_flag
 610     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 611
 612     /* MPEG2 specific - I wish I had not to support this mess. */
 613     int progressive_sequence;
 614     int mpeg_f_code[2][2];
 615     int picture_structure;
 616 /* picture type */
 617 #define PICT_TOP_FIELD     1
 618 #define PICT_BOTTOM_FIELD  2
 619 #define PICT_FRAME         3
 620
 621     int intra_dc_precision;
 622     int frame_pred_frame_dct;
 623     int top_field_first;
 624     int concealment_motion_vectors;
 625     int q_scale_type;
 626     int intra_vlc_format;
 627     int alternate_scan;
 628     int repeat_first_field;
 629     int chroma_420_type;
 630     int chroma_format;
 631 #define CHROMA_420 1
 632 #define CHROMA_422 2
 633 #define CHROMA_444 3
 634     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 635     int chroma_y_shift;
 636
 637     int progressive_frame;
 638     int full_pel[2];
 639     int interlaced_dct;
 640     int first_slice;
 641     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 642
 643     /* RTP specific */
 644     int rtp_mode;
 645
 646     uint8_t *ptr_lastgob;
 647     int swap_uv;//vcr2 codec is mpeg2 varint with UV swaped
 648     short * pblocks[12];
 649
 650     DCTELEM (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 651     DCTELEM (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 652     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 653 #define SLICE_OK         0
 654 #define SLICE_ERROR     -1
 655 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 656 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 657
 658     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 659                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 660     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 661                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 662     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 663                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 664     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 665                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 666     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 667                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 668     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 669                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 670     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
 671                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 672     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
 673                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 674     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 675                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 676     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 677                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 678     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 679     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 680     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 681 } MpegEncContext;
 682
 683
 684 int DCT_common_init(MpegEncContext *s);
 685 void MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 686 int MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 687 void MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 688 void MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[12][64]);
 689 int MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 690 void MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 691 int MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 692 int MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 693 int MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, unsigned char *buf, int buf_size, void *data);
 694 #ifdef HAVE_MMX
 695 void MPV_common_init_mmx(MpegEncContext *s);
 696 #endif
 697 #ifdef ARCH_ALPHA
 698 void MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 699 #endif
 700 #ifdef HAVE_MLIB
 701 void MPV_common_init_mlib(MpegEncContext *s);
 702 #endif
 703 #ifdef HAVE_MMI
 704 void MPV_common_init_mmi(MpegEncContext *s);
 705 #endif
 706 #ifdef ARCH_ARMV4L
 707 void MPV_common_init_armv4l(MpegEncContext *s);
 708 #endif
 709 #ifdef ARCH_POWERPC
 710 void MPV_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 711 #endif
 712 extern void (*draw_edges)(uint8_t *buf, int wrap, int width, int height, int w);
 713 void ff_copy_bits(PutBitContext *pb, uint8_t *src, int length);
 714 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 715 void ff_init_scantable(uint8_t *, ScanTable *st, const uint8_t *src_scantable);
 716 void ff_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 717 void ff_emulated_edge_mc(uint8_t *buf, uint8_t *src, int linesize, int block_w, int block_h,
 718                                     int src_x, int src_y, int w, int h);
 719 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 720 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, AVFrame *pict);
 721 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 722 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 723 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 724 void ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 725 const uint8_t *ff_find_start_code(const uint8_t *p, const uint8_t *end, uint32_t *state);
 726
 727 void ff_er_frame_start(MpegEncContext *s);
 728 void ff_er_frame_end(MpegEncContext *s);
 729 void ff_er_add_slice(MpegEncContext *s, int startx, int starty, int endx, int endy, int status);
 730
 731
 732 extern enum PixelFormat ff_yuv420p_list[2];
 733
 734 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 735
 736 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 737     const int block_size= 8>>s->avctx->lowres;
 738
 739     s->block_index[0]+=2;
 740     s->block_index[1]+=2;
 741     s->block_index[2]+=2;
 742     s->block_index[3]+=2;
 743     s->block_index[4]++;
 744     s->block_index[5]++;
 745     s->dest[0]+= 2*block_size;
 746     s->dest[1]+= block_size;
 747     s->dest[2]+= block_size;
 748 }
 749
 750 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 751     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 752     const int last= s->last_bits;
 753
 754     s->last_bits = bits;
 755
 756     return bits - last;
 757 }
 758
 759 /* motion_est.c */
 760 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 761                              int mb_x, int mb_y);
 762 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 763                              int mb_x, int mb_y);
 764 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 765 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 766 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 767                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 768 void ff_init_me(MpegEncContext *s);
 769 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 770 inline int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 771                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 772                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 773 inline int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 774                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 775
 776 /* mpeg12.c */
 777 extern const uint16_t ff_mpeg1_default_intra_matrix[64];
 778 extern const uint16_t ff_mpeg1_default_non_intra_matrix[64];
 779 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 780
 781 void mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 782 void mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 783                      DCTELEM block[6][64],
 784                      int motion_x, int motion_y);
 785 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 786 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 787 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s);
 788
 789 #include "rl.h"
 790
 791 extern const uint8_t ff_mpeg4_y_dc_scale_table[32];
 792 extern const uint8_t ff_mpeg4_c_dc_scale_table[32];
 793 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 794 extern const int16_t ff_mpeg4_default_intra_matrix[64];
 795 extern const int16_t ff_mpeg4_default_non_intra_matrix[64];
 796 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 797 extern const uint8_t ff_h263_loop_filter_strength[32];
 798
 799 /* h261.c */
 800 void ff_h261_loop_filter(MpegEncContext *s);
 801 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext* s);
 802 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext *s,
 803                     DCTELEM block[6][64],
 804                     int motion_x, int motion_y);
 805 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 806 void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s);
 807 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height);
 808
 809
 810 /* h263.c, h263dec.c */
 811 int ff_h263_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 812 int ff_h263_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 813                              void *data, int *data_size,
 814                              uint8_t *buf, int buf_size);
 815 int ff_h263_decode_end(AVCodecContext *avctx);
 816 void h263_encode_mb(MpegEncContext *s,
 817                     DCTELEM block[6][64],
 818                     int motion_x, int motion_y);
 819 void mpeg4_encode_mb(MpegEncContext *s,
 820                     DCTELEM block[6][64],
 821                     int motion_x, int motion_y);
 822 void h263_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 823 void ff_flv_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 824 void h263_encode_gob_header(MpegEncContext * s, int mb_line);
 825 int16_t *h263_pred_motion(MpegEncContext * s, int block, int dir,
 826                         int *px, int *py);
 827 void mpeg4_pred_ac(MpegEncContext * s, DCTELEM *block, int n,
 828                    int dir);
 829 void ff_set_mpeg4_time(MpegEncContext * s, int picture_number);
 830 void mpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 831 #ifdef CONFIG_ENCODERS
 832 void h263_encode_init(MpegEncContext *s);
 833 #else
 834 static void h263_encode_init(MpegEncContext *s) {assert(0);}
 835 #endif
 836 void h263_decode_init_vlc(MpegEncContext *s);
 837 int h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
 838 int ff_h263_decode_gob_header(MpegEncContext *s);
 839 int ff_mpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s, GetBitContext *gb);
 840 void ff_h263_update_motion_val(MpegEncContext * s);
 841 void ff_h263_loop_filter(MpegEncContext * s);
 842 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 843 int ff_h263_decode_mba(MpegEncContext *s);
 844 void ff_h263_encode_mba(MpegEncContext *s);
 845
 846 int intel_h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
 847 int flv_h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
 848 int ff_h263_decode_mb(MpegEncContext *s,
 849                       DCTELEM block[6][64]);
 850 int ff_mpeg4_decode_mb(MpegEncContext *s,
 851                       DCTELEM block[6][64]);
 852 int h263_get_picture_format(int width, int height);
 853 void ff_mpeg4_encode_video_packet_header(MpegEncContext *s);
 854 void ff_mpeg4_clean_buffers(MpegEncContext *s);
 855 void ff_mpeg4_stuffing(PutBitContext * pbc);
 856 void ff_mpeg4_init_partitions(MpegEncContext *s);
 857 void ff_mpeg4_merge_partitions(MpegEncContext *s);
 858 void ff_clean_mpeg4_qscales(MpegEncContext *s);
 859 void ff_clean_h263_qscales(MpegEncContext *s);
 860 int ff_mpeg4_decode_partitions(MpegEncContext *s);
 861 int ff_mpeg4_get_video_packet_prefix_length(MpegEncContext *s);
 862 int ff_h263_resync(MpegEncContext *s);
 863 int ff_h263_get_gob_height(MpegEncContext *s);
 864 void ff_mpeg4_init_direct_mv(MpegEncContext *s);
 865 int ff_mpeg4_set_direct_mv(MpegEncContext *s, int mx, int my);
 866 int ff_h263_round_chroma(int x);
 867 void ff_h263_encode_motion(MpegEncContext * s, int val, int f_code);
 868
 869
 870 /* rv10.c */
 871 void rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 872 int rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 873 void rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 874
 875
 876 /* msmpeg4.c */
 877 void msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 878 void msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 879 void msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 880                        DCTELEM block[6][64],
 881                        int motion_x, int motion_y);
 882 int msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 883 int msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 884 int ff_msmpeg4_decode_init(MpegEncContext *s);
 885 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 886 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 887 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 888 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 889 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 890                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 891                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 892                                int motion_x, int motion_y, int h);
 893 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 894 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 895                        DCTELEM block[6][64],
 896                        int motion_x, int motion_y);
 897
 898 /* mjpeg.c */
 899 int mjpeg_init(MpegEncContext *s);
 900 void mjpeg_close(MpegEncContext *s);
 901 void mjpeg_encode_mb(MpegEncContext *s,
 902                      DCTELEM block[6][64]);
 903 void mjpeg_picture_header(MpegEncContext *s);
 904 void mjpeg_picture_trailer(MpegEncContext *s);
 905 void ff_mjpeg_stuffing(PutBitContext * pbc);
 906
 907 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */
 908