git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpegvideo.h

   1 /*
   2  * Generic DCT based hybrid video encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * mpegvideo header.
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  30
  31 #include "avcodec.h"
  32 #include "dsputil.h"
  33 #include "get_bits.h"
  34 #include "put_bits.h"
  35 #include "ratecontrol.h"
  36 #include "parser.h"
  37 #include "mpeg12data.h"
  38 #include "rl.h"
  39
  40 #include "libavutil/opt.h"
  41
  42 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  43
  44 enum OutputFormat {
  45     FMT_MPEG1,
  46     FMT_H261,
  47     FMT_H263,
  48     FMT_MJPEG,
  49     FMT_H264,
  50 };
  51
  52 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  53
  54 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  55 #define QMAT_SHIFT 22
  56
  57 #define MAX_FCODE 7
  58 #define MAX_MV 2048
  59
  60 #define MAX_THREADS 16
  61
  62 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
  63
  64 #define ME_MAP_SIZE 64
  65 #define ME_MAP_SHIFT 3
  66 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  67
  68 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  69
  70 #define INPLACE_OFFSET 16
  71
  72 /* Start codes. */
  73 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  74 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  75 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  76 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  77 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  78 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  79 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  80 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  81
  82 struct MpegEncContext;
  83
  84 /**
  85  * Picture.
  86  */
  87 typedef struct Picture{
  88     struct AVFrame f;
  89
  90     /**
  91      * halfpel luma planes.
  92      */
  93     uint8_t *interpolated[3];
  94     int8_t *qscale_table_base;
  95     int16_t (*motion_val_base[2])[2];
  96     uint32_t *mb_type_base;
  97 #define MB_TYPE_INTRA MB_TYPE_INTRA4x4 //default mb_type if there is just one type
  98 #define IS_INTRA4x4(a)   ((a)&MB_TYPE_INTRA4x4)
  99 #define IS_INTRA16x16(a) ((a)&MB_TYPE_INTRA16x16)
 100 #define IS_PCM(a)        ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
 101 #define IS_INTRA(a)      ((a)&7)
 102 #define IS_INTER(a)      ((a)&(MB_TYPE_16x16|MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8))
 103 #define IS_SKIP(a)       ((a)&MB_TYPE_SKIP)
 104 #define IS_INTRA_PCM(a)  ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
 105 #define IS_INTERLACED(a) ((a)&MB_TYPE_INTERLACED)
 106 #define IS_DIRECT(a)     ((a)&MB_TYPE_DIRECT2)
 107 #define IS_GMC(a)        ((a)&MB_TYPE_GMC)
 108 #define IS_16X16(a)      ((a)&MB_TYPE_16x16)
 109 #define IS_16X8(a)       ((a)&MB_TYPE_16x8)
 110 #define IS_8X16(a)       ((a)&MB_TYPE_8x16)
 111 #define IS_8X8(a)        ((a)&MB_TYPE_8x8)
 112 #define IS_SUB_8X8(a)    ((a)&MB_TYPE_16x16) //note reused
 113 #define IS_SUB_8X4(a)    ((a)&MB_TYPE_16x8)  //note reused
 114 #define IS_SUB_4X8(a)    ((a)&MB_TYPE_8x16)  //note reused
 115 #define IS_SUB_4X4(a)    ((a)&MB_TYPE_8x8)   //note reused
 116 #define IS_ACPRED(a)     ((a)&MB_TYPE_ACPRED)
 117 #define IS_QUANT(a)      ((a)&MB_TYPE_QUANT)
 118 #define IS_DIR(a, part, list) ((a) & (MB_TYPE_P0L0<<((part)+2*(list))))
 119 #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
 120 #define HAS_CBP(a)        ((a)&MB_TYPE_CBP)
 121
 122     int field_poc[2];           ///< h264 top/bottom POC
 123     int poc;                    ///< h264 frame POC
 124     int frame_num;              ///< h264 frame_num (raw frame_num from slice header)
 125     int mmco_reset;             ///< h264 MMCO_RESET set this 1. Reordering code must not mix pictures before and after MMCO_RESET.
 126     int pic_id;                 /**< h264 pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
 127                                      pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
 128     int long_ref;               ///< 1->long term reference 0->short term reference
 129     int ref_poc[2][2][32];      ///< h264 POCs of the frames used as reference (FIXME need per slice)
 130     int ref_count[2][2];        ///< number of entries in ref_poc              (FIXME need per slice)
 131     int mbaff;                  ///< h264 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
 132     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
 133
 134     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
 135     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
 136     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 137     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 138     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 139     int32_t *mb_cmp_score;      ///< Table for MB cmp scores, for mb decision FIXME remove
 140     int b_frame_score;          /* */
 141     struct MpegEncContext *owner2; ///< pointer to the MpegEncContext that allocated this picture
 142 } Picture;
 143
 144 /**
 145  * Motion estimation context.
 146  */
 147 typedef struct MotionEstContext{
 148     AVCodecContext *avctx;
 149     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
 150     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
 151     int direct_basis_mv[4][2];
 152     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
 153     uint8_t *best_mb;
 154     uint8_t *temp_mb[2];
 155     uint8_t *temp;
 156     int best_bits;
 157     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 158     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 159     unsigned map_generation;
 160     int pre_penalty_factor;
 161     int penalty_factor;                /**< an estimate of the bits required to
 162                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
 163                                         more bits than (0,0). We have to
 164                                         estimate whether any reduction in
 165                                         residual is worth the extra bits. */
 166     int sub_penalty_factor;
 167     int mb_penalty_factor;
 168     int flags;
 169     int sub_flags;
 170     int mb_flags;
 171     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 172     int dia_size;
 173     int xmin;
 174     int xmax;
 175     int ymin;
 176     int ymax;
 177     int pred_x;
 178     int pred_y;
 179     uint8_t *src[4][4];
 180     uint8_t *ref[4][4];
 181     int stride;
 182     int uvstride;
 183     /* temp variables for picture complexity calculation */
 184     int mc_mb_var_sum_temp;
 185     int mb_var_sum_temp;
 186     int scene_change_score;
 187 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 188     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 189     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 190     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 191     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 192     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 193     uint8_t *current_mv_penalty;
 194     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 195                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 196                                   int src_index, int ref_index,
 197                                   int size, int h);
 198 }MotionEstContext;
 199
 200 /**
 201  * MpegEncContext.
 202  */
 203 typedef struct MpegEncContext {
 204     AVClass *class;
 205     struct AVCodecContext *avctx;
 206     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 207     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 208     int gop_size;
 209     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 210     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 211     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 212     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 213     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 214
 215 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 216     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 217     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 218
 219     enum CodecID codec_id;     /* see CODEC_ID_xxx */
 220     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 221     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 222     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 223     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 224     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 225     int luma_elim_threshold;
 226     int chroma_elim_threshold;
 227     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 228     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 229     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 230     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 231     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 232
 233     /* sequence parameters */
 234     int context_initialized;
 235     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 236     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 237     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 238     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 239     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 240     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 241     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 242     int b4_stride;             ///< 4*mb_width+1 used for some 4x4 block arrays to allow simple addressing
 243     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 244     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 245     int linesize;              ///< line size, in bytes, may be different from width
 246     int uvlinesize;            ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 247     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 248     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 249     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 250
 251     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 252     int ac_pred;
 253     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 254     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 255
 256     /* scantables */
 257     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 258     ScanTable intra_scantable;
 259     ScanTable intra_h_scantable;
 260     ScanTable intra_v_scantable;
 261
 262     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 263      *          offsets used in asm. */
 264
 265     int64_t user_specified_pts;///< last non zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video()
 266     /**
 267      * pts difference between the first and second input frame, used for
 268      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
 269     int64_t dts_delta;
 270     /**
 271      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
 272      * a delay */
 273     int64_t reordered_pts;
 274
 275     /** bit output */
 276     PutBitContext pb;
 277
 278     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 279     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 280     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 281     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
 282
 283     /**
 284      * copy of the previous picture structure.
 285      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 286      */
 287     Picture last_picture;
 288
 289     /**
 290      * copy of the next picture structure.
 291      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 292      */
 293     Picture next_picture;
 294
 295     /**
 296      * copy of the source picture structure for encoding.
 297      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 298      */
 299     Picture new_picture;
 300
 301     /**
 302      * copy of the current picture structure.
 303      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 304      */
 305     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 306
 307     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 308     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 309     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 310     int picture_count;             ///< number of allocated pictures (MAX_PICTURE_COUNT * avctx->thread_count)
 311     int picture_range_start, picture_range_end; ///< the part of picture that this context can allocate in
 312     uint8_t *visualization_buffer[3]; ///< temporary buffer vor MV visualization
 313     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 314     int16_t *dc_val_base;
 315     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 316     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 317     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 318     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 319     uint8_t *coded_block_base;
 320     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 321     int16_t (*ac_val_base)[16];
 322     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 323     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 324     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 325                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 326     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 327     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 328     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 329     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
 330     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 331     uint8_t *obmc_scratchpad;
 332     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 333
 334     int qscale;                 ///< QP
 335     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 336     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 337     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 338     int *lambda_table;
 339     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 340     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 341     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 342     int last_pict_type; //FIXME removes
 343     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 344     int dropable;
 345     int frame_rate_index;
 346     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 347     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 348
 349     /* motion compensation */
 350     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 351     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 352
 353     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
 354     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 355     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 356     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 357     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 358     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 359     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 360     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 361     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 362     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 363     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 364     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 365     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 366     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 367     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 368     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 369     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 370     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 371     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 372     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 373     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 374     int me_method;                       ///< ME algorithm
 375     int mv_dir;
 376 #define MV_DIR_FORWARD   1
 377 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 378 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 379     int mv_type;
 380 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 381 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 382 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 383 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 384 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 385     /**motion vectors for a macroblock
 386        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 387        second "         : depend on type
 388        third  "         : 0 = x, 1 = y
 389     */
 390     int mv[2][4][2];
 391     int field_select[2][2];
 392     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 393     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 394     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 395
 396     MotionEstContext me;
 397
 398     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 399                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 400
 401     /* macroblock layer */
 402     int mb_x, mb_y;
 403     int mb_skip_run;
 404     int mb_intra;
 405     uint16_t *mb_type;           ///< Table for candidate MB types for encoding
 406 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTRA    0x01
 407 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER    0x02
 408 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER4V  0x04
 409 #define CANDIDATE_MB_TYPE_SKIPPED   0x08
 410 //#define MB_TYPE_GMC      0x10
 411
 412 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT   0x10
 413 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD  0x20
 414 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD 0x40
 415 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR    0x80
 416
 417 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER_I    0x100
 418 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD_I  0x200
 419 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD_I 0x400
 420 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR_I    0x800
 421
 422 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT0    0x1000
 423
 424     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 425     int block_wrap[6];
 426     uint8_t *dest[3];
 427
 428     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 429
 430     /** matrix transmitted in the bitstream */
 431     uint16_t intra_matrix[64];
 432     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 433     uint16_t inter_matrix[64];
 434     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 435 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 436     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 437     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 438     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 439     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 440     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 441     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 442     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 443     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 444     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 445     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 446 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 447
 448     int coded_score[8];
 449
 450     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 451     int (*q_intra_matrix)[64];
 452     int (*q_inter_matrix)[64];
 453     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 454     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 455     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 456
 457     /* noise reduction */
 458     int (*dct_error_sum)[64];
 459     int dct_count[2];
 460     uint16_t (*dct_offset)[64];
 461
 462     void *opaque;              ///< private data for the user
 463
 464     /* bit rate control */
 465     int64_t total_bits;
 466     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 467     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 468     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 469
 470     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 471     int mv_bits;
 472     int header_bits;
 473     int i_tex_bits;
 474     int p_tex_bits;
 475     int i_count;
 476     int f_count;
 477     int b_count;
 478     int skip_count;
 479     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 480     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 481
 482     /* error concealment / resync */
 483     int error_count, error_occurred;
 484     uint8_t *error_status_table;       ///< table of the error status of each MB
 485 #define VP_START            1          ///< current MB is the first after a resync marker
 486 #define ER_AC_ERROR            2
 487 #define ER_DC_ERROR            4
 488 #define ER_MV_ERROR            8
 489 #define ER_AC_END              16
 490 #define ER_DC_END              32
 491 #define ER_MV_END              64
 492
 493 #define ER_MB_ERROR (ER_AC_ERROR|ER_DC_ERROR|ER_MV_ERROR)
 494 #define ER_MB_END   (ER_AC_END|ER_DC_END|ER_MV_END)
 495
 496     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 497     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 498     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 499     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 500     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 501     int err_recognition;
 502
 503     ParseContext parse_context;
 504
 505     /* H.263 specific */
 506     int gob_index;
 507     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 508     int showed_packed_warning;      ///< flag for having shown the warning about divxs invalid b frames
 509     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
 510     int prev_mb_info, last_mb_info;
 511     uint8_t *mb_info_ptr;
 512     int mb_info_size;
 513
 514     /* H.263+ specific */
 515     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 516     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 517     int h263_slice_structured;
 518     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 519     int modified_quant;
 520     int loop_filter;
 521     int custom_pcf;
 522
 523     /* mpeg4 specific */
 524     int time_increment_bits;        ///< number of bits to represent the fractional part of time
 525     int last_time_base;
 526     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 527     int64_t time;                   ///< time of current frame
 528     int64_t last_non_b_time;
 529     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 530     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 531     uint16_t pp_field_time;
 532     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 533     int shape;
 534     int vol_sprite_usage;
 535     int sprite_width;
 536     int sprite_height;
 537     int sprite_left;
 538     int sprite_top;
 539     int sprite_brightness_change;
 540     int num_sprite_warping_points;
 541     int real_sprite_warping_points;
 542     uint16_t sprite_traj[4][2];      ///< sprite trajectory points
 543     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 544     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 545     int sprite_shift[2];             ///< sprite shift [isChroma]
 546     int mcsel;
 547     int quant_precision;
 548     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 549     int scalability;
 550     int hierachy_type;
 551     int enhancement_type;
 552     int new_pred;
 553     int reduced_res_vop;
 554     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 555     int sprite_warping_accuracy;
 556     int low_latency_sprite;
 557     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 558     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 559     int rvlc;                        ///< reversible vlc
 560     int resync_marker;               ///< could this stream contain resync markers
 561     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 562     int vo_type;
 563     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
 564     int intra_dc_threshold;          ///< QP above whch the ac VLC should be used for intra dc
 565     int use_intra_dc_vlc;
 566     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 567     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 568     int mpeg_quant;
 569     int t_frame;                       ///< time distance of first I -> B, used for interlaced b frames
 570     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 571     int cplx_estimation_trash_i;
 572     int cplx_estimation_trash_p;
 573     int cplx_estimation_trash_b;
 574
 575     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 576     int divx_version;
 577     int divx_build;
 578     int divx_packed;
 579     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 580     int bitstream_buffer_size;
 581     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 582
 583     int xvid_build;
 584
 585     /* lavc specific stuff, used to workaround bugs in libavcodec */
 586     int lavc_build;
 587
 588     /* RV10 specific */
 589     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 590     int rv10_first_dc_coded[3];
 591     int orig_width, orig_height;
 592
 593     /* MJPEG specific */
 594     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 595     int mjpeg_vsample[3];       ///< vertical sampling factors, default = {2, 1, 1}
 596     int mjpeg_hsample[3];       ///< horizontal sampling factors, default = {2, 1, 1}
 597
 598     /* MSMPEG4 specific */
 599     int mv_table_index;
 600     int rl_table_index;
 601     int rl_chroma_table_index;
 602     int dc_table_index;
 603     int use_skip_mb_code;
 604     int slice_height;      ///< in macroblocks
 605     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 606     int flipflop_rounding;
 607     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 608     int per_mb_rl_table;
 609     int esc3_level_length;
 610     int esc3_run_length;
 611     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 612     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 613     int inter_intra_pred;
 614     int mspel;
 615
 616     /* decompression specific */
 617     GetBitContext gb;
 618
 619     /* Mpeg1 specific */
 620     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 621     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 622     int broken_link;         ///< no_output_of_prior_pics_flag
 623     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 624
 625     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 626     int progressive_sequence;
 627     int mpeg_f_code[2][2];
 628     int picture_structure;
 629 /* picture type */
 630 #define PICT_TOP_FIELD     1
 631 #define PICT_BOTTOM_FIELD  2
 632 #define PICT_FRAME         3
 633
 634     int intra_dc_precision;
 635     int frame_pred_frame_dct;
 636     int top_field_first;
 637     int concealment_motion_vectors;
 638     int q_scale_type;
 639     int intra_vlc_format;
 640     int alternate_scan;
 641     int repeat_first_field;
 642     int chroma_420_type;
 643     int chroma_format;
 644 #define CHROMA_420 1
 645 #define CHROMA_422 2
 646 #define CHROMA_444 3
 647     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 648     int chroma_y_shift;
 649
 650     int progressive_frame;
 651     int full_pel[2];
 652     int interlaced_dct;
 653     int first_slice;
 654     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 655     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 656     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 657
 658     /* RTP specific */
 659     int rtp_mode;
 660
 661     uint8_t *ptr_lastgob;
 662     int swap_uv;             //vcr2 codec is an MPEG-2 variant with U and V swapped
 663     DCTELEM (*pblocks[12])[64];
 664
 665     DCTELEM (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 666     DCTELEM (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 667     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 668 #define SLICE_OK         0
 669 #define SLICE_ERROR     -1
 670 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 671 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 672
 673     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 674                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 675     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 676                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 677     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 678                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 679     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 680                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 681     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 682                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 683     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 684                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 685     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
 686                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 687     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
 688                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 689     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 690                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 691     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 692                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 693     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 694     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 695     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 696
 697     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
 698     int quantizer_noise_shaping;
 699 } MpegEncContext;
 700
 701 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx) (pic ? \
 702     (pic >= old_ctx->picture && pic < old_ctx->picture+old_ctx->picture_count ?\
 703         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : pic - (Picture*)old_ctx + (Picture*)new_ctx)\
 704     : NULL)
 705
 706 /* mpegvideo_enc common options */
 707 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
 708 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
 709 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
 710 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
 711
 712 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
 713 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 714 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
 715 { "mpv_flags",      "Flags common for all mpegvideo-based encoders.", FF_MPV_OFFSET(mpv_flags), AV_OPT_TYPE_FLAGS, { 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 716 { "skip_rd",        "RD optimal MB level residual skipping", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { FF_MPV_FLAG_SKIP_RD },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 717 { "strict_gop",     "Strictly enforce gop size",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, { FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 718 { "qp_rd",          "Use rate distortion optimization for qp selection", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { FF_MPV_FLAG_QP_RD },  0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 719 { "cbp_rd",         "use rate distortion optimization for CBP",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, { FF_MPV_FLAG_CBP_RD }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 720 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
 721                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 722 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
 723                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 724 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },
 725
 726 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
 727
 728 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
 729 static const AVClass name ## _class = {\
 730     .class_name = #name " encoder",\
 731     .item_name  = av_default_item_name,\
 732     .option     = ff_mpv_generic_options,\
 733     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
 734 };
 735
 736 void ff_MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 737 int ff_MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 738 void ff_MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 739 void ff_MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[12][64]);
 740 int ff_MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 741 void ff_MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 742 int ff_MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 743 int ff_MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 744 int ff_MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 745                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
 746 void ff_MPV_common_init_mmx(MpegEncContext *s);
 747 void ff_MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 748 void ff_MPV_common_init_mmi(MpegEncContext *s);
 749 void ff_MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 750 void ff_MPV_common_init_altivec(MpegEncContext *s);
 751 void ff_MPV_common_init_bfin(MpegEncContext *s);
 752 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 753 void ff_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 754 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 755 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, AVFrame *pict);
 756 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 757 void ff_release_unused_pictures(MpegEncContext *s, int remove_current);
 758 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 759 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 760 void ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 761 int ff_MPV_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 762 void ff_MPV_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 763 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 764 const uint8_t *avpriv_mpv_find_start_code(const uint8_t *p, const uint8_t *end, uint32_t *state);
 765 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 766
 767 void ff_er_frame_start(MpegEncContext *s);
 768 void ff_er_frame_end(MpegEncContext *s);
 769 void ff_er_add_slice(MpegEncContext *s, int startx, int starty, int endx, int endy, int status);
 770
 771 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
 772 void ff_convert_matrix(DSPContext *dsp, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 773                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 774
 775 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 776 void ff_copy_picture(Picture *dst, Picture *src);
 777
 778 /**
 779  * Allocate a Picture.
 780  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
 781  */
 782 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 783
 784 extern const enum PixelFormat ff_pixfmt_list_420[];
 785 extern const enum PixelFormat ff_hwaccel_pixfmt_list_420[];
 786
 787 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 788     const int block_size= 8>>s->avctx->lowres;
 789
 790     s->block_index[0]+=2;
 791     s->block_index[1]+=2;
 792     s->block_index[2]+=2;
 793     s->block_index[3]+=2;
 794     s->block_index[4]++;
 795     s->block_index[5]++;
 796     s->dest[0]+= 2*block_size;
 797     s->dest[1]+= block_size;
 798     s->dest[2]+= block_size;
 799 }
 800
 801 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 802     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 803     const int last= s->last_bits;
 804
 805     s->last_bits = bits;
 806
 807     return bits - last;
 808 }
 809
 810 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 811     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 812     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 813         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 814     };
 815     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 816 }
 817
 818 /* motion_est.c */
 819 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 820                              int mb_x, int mb_y);
 821 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 822                              int mb_x, int mb_y);
 823 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 824 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 825 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 826                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 827 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 828 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 829 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 830                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 831                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 832 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 833                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 834
 835 /* mpeg12.c */
 836 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 837 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
 838
 839 void ff_mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 840 void ff_mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 841                         DCTELEM block[6][64],
 842                         int motion_x, int motion_y);
 843 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 844 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 845 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s);
 846 int ff_mpeg1_find_frame_end(ParseContext *pc, const uint8_t *buf, int buf_size, AVCodecParserContext *s);
 847
 848 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 849 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 850 extern const uint8_t ff_h263_loop_filter_strength[32];
 851
 852 /* h261.c */
 853 void ff_h261_loop_filter(MpegEncContext *s);
 854 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext* s);
 855 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext *s,
 856                     DCTELEM block[6][64],
 857                     int motion_x, int motion_y);
 858 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 859 void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s);
 860 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height);
 861
 862
 863 /* rv10.c */
 864 void ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 865 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 866 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 867
 868
 869 /* msmpeg4.c */
 870 void ff_msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 871 void ff_msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 872 void ff_msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 873                           DCTELEM block[6][64],
 874                           int motion_x, int motion_y);
 875 int ff_msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 876 int ff_msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 877 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 878 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 879 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 880 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 881 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 882 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 883                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 884                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 885                                int motion_x, int motion_y, int h);
 886 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 887 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 888                        DCTELEM block[6][64],
 889                        int motion_x, int motion_y);
 890
 891 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */