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

   1 /*
   2  * Generic DCT based hybrid video encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * mpegvideo header.
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  30
  31 #include <float.h>
  32
  33 #include "avcodec.h"
  34 #include "blockdsp.h"
  35 #include "error_resilience.h"
  36 #include "fdctdsp.h"
  37 #include "get_bits.h"
  38 #include "h264chroma.h"
  39 #include "h263dsp.h"
  40 #include "hpeldsp.h"
  41 #include "idctdsp.h"
  42 #include "me_cmp.h"
  43 #include "motion_est.h"
  44 #include "mpegpicture.h"
  45 #include "mpegvideodsp.h"
  46 #include "mpegvideoencdsp.h"
  47 #include "pixblockdsp.h"
  48 #include "put_bits.h"
  49 #include "ratecontrol.h"
  50 #include "parser.h"
  51 #include "mpegutils.h"
  52 #include "mpeg12data.h"
  53 #include "qpeldsp.h"
  54 #include "thread.h"
  55 #include "videodsp.h"
  56
  57 #include "libavutil/opt.h"
  58 #include "libavutil/timecode.h"
  59
  60 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  61
  62 #define MAX_FCODE 7
  63
  64 #define MAX_THREADS 32
  65
  66 #define MAX_B_FRAMES 16
  67
  68 #define ME_MAP_SIZE 64
  69
  70 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  71
  72 #define INPLACE_OFFSET 16
  73
  74 /* Start codes. */
  75 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  76 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  77 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  78 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  79 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  80 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  81 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  82 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  83
  84 /**
  85  * MpegEncContext.
  86  */
  87 typedef struct MpegEncContext {
  88     AVClass *class;
  89
  90     int y_dc_scale, c_dc_scale;
  91     int ac_pred;
  92     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
  93     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
  94
  95     /* scantables */
  96     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
  97     ScanTable intra_scantable;
  98     ScanTable intra_h_scantable;
  99     ScanTable intra_v_scantable;
 100
 101     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 102      *          offsets used in asm. */
 103
 104     struct AVCodecContext *avctx;
 105     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 106     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 107     int gop_size;
 108     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 109     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 110     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 111     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 112     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 113
 114 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 115     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 116     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 117
 118     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
 119     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 120     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 121     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 122     int luma_elim_threshold;
 123     int chroma_elim_threshold;
 124     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 125     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 126     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 127     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 128
 129     /* sequence parameters */
 130     int context_initialized;
 131     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 132     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 133     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 134     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 135     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 136     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 137     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 138     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 139     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 140     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
 141     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 142     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 143     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 144     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 145
 146     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
 147     /**
 148      * pts difference between the first and second input frame, used for
 149      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
 150     int64_t dts_delta;
 151     /**
 152      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
 153      * a delay */
 154     int64_t reordered_pts;
 155
 156     /** bit output */
 157     PutBitContext pb;
 158
 159     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 160     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 161     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 162     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
 163
 164     /**
 165      * copy of the previous picture structure.
 166      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 167      */
 168     Picture last_picture;
 169
 170     /**
 171      * copy of the next picture structure.
 172      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 173      */
 174     Picture next_picture;
 175
 176     /**
 177      * copy of the source picture structure for encoding.
 178      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 179      */
 180     Picture new_picture;
 181
 182     /**
 183      * copy of the current picture structure.
 184      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 185      */
 186     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 187
 188     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 189     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 190     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 191     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 192     int16_t *dc_val_base;
 193     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 194     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 195     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 196     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 197     uint8_t *coded_block_base;
 198     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 199     int16_t (*ac_val_base)[16];
 200     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 201     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 202     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 203                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 204     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 205     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 206     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 207
 208     ScratchpadContext sc;
 209
 210     int qscale;                 ///< QP
 211     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 212     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 213     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 214     int *lambda_table;
 215     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 216     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 217     int closed_gop;             ///< MPEG1/2 GOP is closed
 218     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 219     int vbv_delay;
 220     int last_pict_type; //FIXME removes
 221     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 222     int droppable;
 223     int frame_rate_index;
 224     AVRational mpeg2_frame_rate_ext;
 225     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 226     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 227
 228     /* motion compensation */
 229     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 230     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 231
 232     BlockDSPContext bdsp;
 233     FDCTDSPContext fdsp;
 234     H264ChromaContext h264chroma;
 235     HpelDSPContext hdsp;
 236     IDCTDSPContext idsp;
 237     MECmpContext mecc;
 238     MpegVideoDSPContext mdsp;
 239     MpegvideoEncDSPContext mpvencdsp;
 240     PixblockDSPContext pdsp;
 241     QpelDSPContext qdsp;
 242     VideoDSPContext vdsp;
 243     H263DSPContext h263dsp;
 244     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 245     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 246     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 247     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 248     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 249     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 250     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 251     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 252     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 253     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 254     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 255     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 256     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 257     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 258     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 259     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 260     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 261     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 262     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 263     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 264     int me_method;                       ///< ME algorithm
 265     int mv_dir;
 266 #define MV_DIR_FORWARD   1
 267 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 268 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 269     int mv_type;
 270 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 271 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 272 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 273 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 274 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 275     /**motion vectors for a macroblock
 276        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 277        second "         : depend on type
 278        third  "         : 0 = x, 1 = y
 279     */
 280     int mv[2][4][2];
 281     int field_select[2][2];
 282     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 283     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 284     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 285
 286     MotionEstContext me;
 287
 288     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 289                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 290
 291     /* macroblock layer */
 292     int mb_x, mb_y;
 293     int mb_skip_run;
 294     int mb_intra;
 295     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
 296
 297     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 298     int block_wrap[6];
 299     uint8_t *dest[3];
 300
 301     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 302
 303     /** matrix transmitted in the bitstream */
 304     uint16_t intra_matrix[64];
 305     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 306     uint16_t inter_matrix[64];
 307     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 308
 309     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 310     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 311     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 312     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 313     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 314     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 315     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 316     uint8_t *intra_chroma_ac_vlc_length;
 317     uint8_t *intra_chroma_ac_vlc_last_length;
 318     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 319     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 320     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 321 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 322
 323     int coded_score[12];
 324
 325     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 326     int (*q_intra_matrix)[64];
 327     int (*q_chroma_intra_matrix)[64];
 328     int (*q_inter_matrix)[64];
 329     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 330     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 331     uint16_t (*q_chroma_intra_matrix16)[2][64];
 332     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 333
 334     /* noise reduction */
 335     int (*dct_error_sum)[64];
 336     int dct_count[2];
 337     uint16_t (*dct_offset)[64];
 338
 339     /* bit rate control */
 340     int64_t total_bits;
 341     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 342     int stuffing_bits;             ///< bits used for stuffing
 343     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 344     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 345
 346     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 347     int mv_bits;
 348     int header_bits;
 349     int i_tex_bits;
 350     int p_tex_bits;
 351     int i_count;
 352     int f_count;
 353     int b_count;
 354     int skip_count;
 355     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 356     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 357
 358     /* error concealment / resync */
 359     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 360     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 361     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 362     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 363     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 364
 365     ParseContext parse_context;
 366
 367     /* H.263 specific */
 368     int gob_index;
 369     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 370     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
 371     int prev_mb_info, last_mb_info;
 372     uint8_t *mb_info_ptr;
 373     int mb_info_size;
 374     int ehc_mode;
 375
 376     /* H.263+ specific */
 377     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 378     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 379     int h263_slice_structured;
 380     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 381     int modified_quant;
 382     int loop_filter;
 383     int custom_pcf;
 384
 385     /* mpeg4 specific */
 386     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
 387     int time_increment_bits;
 388     int last_time_base;
 389     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 390     int64_t time;                   ///< time of current frame
 391     int64_t last_non_b_time;
 392     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 393     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 394     uint16_t pp_field_time;
 395     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 396     int real_sprite_warping_points;
 397     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 398     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 399     int mcsel;
 400     int quant_precision;
 401     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 402     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 403     int sprite_warping_accuracy;
 404     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 405     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 406     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 407     int vo_type;
 408     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 409     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 410     int mpeg_quant;
 411     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 412
 413     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 414     int divx_packed;
 415     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 416     int bitstream_buffer_size;
 417     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 418
 419     /* RV10 specific */
 420     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 421     int rv10_first_dc_coded[3];
 422
 423     /* MJPEG specific */
 424     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 425     int esc_pos;
 426
 427     /* MSMPEG4 specific */
 428     int mv_table_index;
 429     int rl_table_index;
 430     int rl_chroma_table_index;
 431     int dc_table_index;
 432     int use_skip_mb_code;
 433     int slice_height;      ///< in macroblocks
 434     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 435     int flipflop_rounding;
 436     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 437     int per_mb_rl_table;
 438     int esc3_level_length;
 439     int esc3_run_length;
 440     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 441     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 442     int inter_intra_pred;
 443     int mspel;
 444
 445     /* decompression specific */
 446     GetBitContext gb;
 447
 448     /* Mpeg1 specific */
 449     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 450     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 451     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 452
 453     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 454     int progressive_sequence;
 455     int mpeg_f_code[2][2];
 456
 457     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
 458     int picture_structure;
 459
 460     int intra_dc_precision;
 461     int frame_pred_frame_dct;
 462     int top_field_first;
 463     int concealment_motion_vectors;
 464     int q_scale_type;
 465     int intra_vlc_format;
 466     int alternate_scan;
 467     int seq_disp_ext;
 468     int repeat_first_field;
 469     int chroma_420_type;
 470     int chroma_format;
 471 #define CHROMA_420 1
 472 #define CHROMA_422 2
 473 #define CHROMA_444 3
 474     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 475     int chroma_y_shift;
 476
 477     int progressive_frame;
 478     int full_pel[2];
 479     int interlaced_dct;
 480     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 481     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 482     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 483
 484     /* RTP specific */
 485     int rtp_mode;
 486
 487     char *tc_opt_str;        ///< timecode option string
 488     AVTimecode tc;           ///< timecode context
 489
 490     uint8_t *ptr_lastgob;
 491     int swap_uv;             //vcr2 codec is an MPEG-2 variant with U and V swapped
 492     int pack_pblocks;        //xvmc needs to keep blocks without gaps.
 493     int16_t (*pblocks[12])[64];
 494
 495     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 496     int16_t (*blocks)[12][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 497     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 498 #define SLICE_OK         0
 499 #define SLICE_ERROR     -1
 500 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 501 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 502
 503     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 504                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 505     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 506                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 507     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 508                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 509     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 510                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 511     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 512                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 513     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 514                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 515     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 516                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 517     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 518                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 519     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 520     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 521     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
 522
 523     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
 524     int quantizer_noise_shaping;
 525
 526     /**
 527      * ratecontrol qmin qmax limiting method
 528      * 0-> clipping, 1-> use a nice continuous function to limit qscale within qmin/qmax.
 529      */
 530     float rc_qsquish;
 531     float rc_qmod_amp;
 532     int   rc_qmod_freq;
 533     float rc_initial_cplx;
 534     float rc_buffer_aggressivity;
 535     float border_masking;
 536     int lmin, lmax;
 537
 538     char *rc_eq;
 539
 540     /* temp buffers for rate control */
 541     float *cplx_tab, *bits_tab;
 542
 543     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
 544      * a frame size change */
 545     int context_reinit;
 546
 547     ERContext er;
 548
 549     int error_rate;
 550
 551     /* temporary frames used by b_frame_strategy = 2 */
 552     AVFrame *tmp_frames[MAX_B_FRAMES + 2];
 553 } MpegEncContext;
 554
 555 /* mpegvideo_enc common options */
 556 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
 557 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
 558 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
 559 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
 560 #define FF_MPV_FLAG_NAQ          0x0010
 561 #define FF_MPV_FLAG_MV0          0x0020
 562
 563 #ifndef FF_MPV_OFFSET
 564 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
 565 #endif
 566 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 567 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
 568 { "mpv_flags",      "Flags common for all mpegvideo-based encoders.", FF_MPV_OFFSET(mpv_flags), AV_OPT_TYPE_FLAGS, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 569 { "skip_rd",        "RD optimal MB level residual skipping", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_SKIP_RD },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 570 { "strict_gop",     "Strictly enforce gop size",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 571 { "qp_rd",          "Use rate distortion optimization for qp selection", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_QP_RD },  0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 572 { "cbp_rd",         "use rate distortion optimization for CBP",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_CBP_RD }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 573 { "naq",            "normalize adaptive quantization",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_NAQ },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 574 { "mv0",            "always try a mb with mv=<0,0>",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_MV0 },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 575 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
 576                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 577 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
 578                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 579 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 580 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
 581                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 582 {"qsquish", "how to keep quantizer between qmin and qmax (0 = clip, 1 = use differentiable function)",                                                                          \
 583                                                                     FF_MPV_OFFSET(rc_qsquish), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, 0, 99, FF_MPV_OPT_FLAGS},                        \
 584 {"rc_qmod_amp", "experimental quantizer modulation",                FF_MPV_OFFSET(rc_qmod_amp), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},           \
 585 {"rc_qmod_freq", "experimental quantizer modulation",               FF_MPV_OFFSET(rc_qmod_freq), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},             \
 586 {"rc_eq", "Set rate control equation. When computing the expression, besides the standard functions "                                                                           \
 587           "defined in the section 'Expression Evaluation', the following functions are available: "                                                                             \
 588           "bits2qp(bits), qp2bits(qp). Also the following constants are available: iTex pTex tex mv "                                                                           \
 589           "fCode iCount mcVar var isI isP isB avgQP qComp avgIITex avgPITex avgPPTex avgBPTex avgTex.",                                                                         \
 590                                                                     FF_MPV_OFFSET(rc_eq), AV_OPT_TYPE_STRING,                           .flags = FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
 591 {"rc_init_cplx", "initial complexity for 1-pass encoding",          FF_MPV_OFFSET(rc_initial_cplx), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},       \
 592 {"rc_buf_aggressivity", "currently useless",                        FF_MPV_OFFSET(rc_buffer_aggressivity), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1.0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS}, \
 593 {"border_mask", "increase the quantizer for macroblocks close to borders", FF_MPV_OFFSET(border_masking), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},    \
 594 {"lmin", "minimum Lagrange factor (VBR)",                           FF_MPV_OFFSET(lmin), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 =  2*FF_QP2LAMBDA }, 0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
 595 {"lmax", "maximum Lagrange factor (VBR)",                           FF_MPV_OFFSET(lmax), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 31*FF_QP2LAMBDA }, 0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
 596
 597 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
 598
 599 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
 600 static const AVClass name ## _class = {\
 601     .class_name = #name " encoder",\
 602     .item_name  = av_default_item_name,\
 603     .option     = ff_mpv_generic_options,\
 604     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
 605 };
 606
 607 /**
 608  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
 609  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
 610  * state of the MpegEncContext.
 611  */
 612 void ff_mpv_common_defaults(MpegEncContext *s);
 613
 614 void ff_dct_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 615
 616 int ff_mpv_common_init(MpegEncContext *s);
 617 void ff_mpv_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 618 void ff_mpv_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 619 void ff_mpv_common_init_neon(MpegEncContext *s);
 620 void ff_mpv_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 621 void ff_mpv_common_init_x86(MpegEncContext *s);
 622
 623 int ff_mpv_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
 624 void ff_mpv_common_end(MpegEncContext *s);
 625
 626 void ff_mpv_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 627 void ff_mpv_decode_init(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 628 void ff_mpv_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
 629 void ff_mpv_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 630
 631 int ff_mpv_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 632 void ff_mpv_frame_end(MpegEncContext *s);
 633
 634 int ff_mpv_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 635
 636 int ff_mpv_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 637 void ff_mpv_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 638
 639 int ff_mpv_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 640 int ff_mpv_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 641                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
 642 int ff_mpv_reallocate_putbitbuffer(MpegEncContext *s, size_t threshold, size_t size_increase);
 643
 644 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 645 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 646 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 647
 648 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p, AVFrame *pict);
 649 void ff_print_debug_info2(AVCodecContext *avctx, AVFrame *pict, uint8_t *mbskip_table,
 650                          uint32_t *mbtype_table, int8_t *qscale_table, int16_t (*motion_val[2])[2],
 651                          int *low_delay,
 652                          int mb_width, int mb_height, int mb_stride, int quarter_sample);
 653
 654 int ff_mpv_export_qp_table(MpegEncContext *s, AVFrame *f, Picture *p, int qp_type);
 655
 656 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 657
 658 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 659 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 660 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 661
 662 void ff_mpv_idct_init(MpegEncContext *s);
 663 int ff_dct_encode_init(MpegEncContext *s);
 664 void ff_convert_matrix(MpegEncContext *s, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 665                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 666 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
 667
 668 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 669
 670 void ff_mpv_motion(MpegEncContext *s,
 671                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
 672                    uint8_t *dest_cr, int dir,
 673                    uint8_t **ref_picture,
 674                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
 675                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
 676
 677 /**
 678  * permute block according to permuatation.
 679  * @param last last non zero element in scantable order
 680  */
 681 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
 682
 683 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 684     const int block_size= 8 >> s->avctx->lowres;
 685
 686     s->block_index[0]+=2;
 687     s->block_index[1]+=2;
 688     s->block_index[2]+=2;
 689     s->block_index[3]+=2;
 690     s->block_index[4]++;
 691     s->block_index[5]++;
 692     s->dest[0]+= 2*block_size;
 693     s->dest[1]+= block_size;
 694     s->dest[2]+= block_size;
 695 }
 696
 697 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 698     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 699     const int last= s->last_bits;
 700
 701     s->last_bits = bits;
 702
 703     return bits - last;
 704 }
 705
 706 /* rv10.c */
 707 int ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 708 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 709 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 710
 711 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */