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 "error_resilience.h"
  34 #include "get_bits.h"
  35 #include "h263dsp.h"
  36 #include "hpeldsp.h"
  37 #include "put_bits.h"
  38 #include "ratecontrol.h"
  39 #include "parser.h"
  40 #include "mpeg12data.h"
  41 #include "qpeldsp.h"
  42 #include "rl.h"
  43 #include "thread.h"
  44 #include "videodsp.h"
  45
  46 #include "libavutil/opt.h"
  47
  48 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  49
  50 enum OutputFormat {
  51     FMT_MPEG1,
  52     FMT_H261,
  53     FMT_H263,
  54     FMT_MJPEG,
  55 };
  56
  57 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  58
  59 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  60 #define QMAT_SHIFT 22
  61
  62 #define MAX_FCODE 7
  63 #define MAX_MV 2048
  64
  65 #define MAX_THREADS 16
  66
  67 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
  68
  69 #define MAX_B_FRAMES 16
  70
  71 #define ME_MAP_SIZE 64
  72 #define ME_MAP_SHIFT 3
  73 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  74
  75 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  76
  77 #define INPLACE_OFFSET 16
  78
  79 /* Start codes. */
  80 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  81 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  82 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  83 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  84 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  85 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  86 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  87 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  88
  89 /* encoding scans */
  90 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  91 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
  92
  93 struct MpegEncContext;
  94
  95 /**
  96  * Picture.
  97  */
  98 typedef struct Picture{
  99     struct AVFrame *f;
 100     ThreadFrame tf;
 101
 102     AVBufferRef *qscale_table_buf;
 103     int8_t *qscale_table;
 104
 105     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
 106     int16_t (*motion_val[2])[2];
 107
 108     AVBufferRef *mb_type_buf;
 109     uint32_t *mb_type;          ///< types and macros are defined in mpegutils.h
 110
 111     AVBufferRef *mbskip_table_buf;
 112     uint8_t *mbskip_table;
 113
 114     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
 115     int8_t *ref_index[2];
 116
 117     AVBufferRef *mb_var_buf;
 118     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 119
 120     AVBufferRef *mc_mb_var_buf;
 121     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 122
 123     AVBufferRef *mb_mean_buf;
 124     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 125
 126     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 127     /**
 128      * hardware accelerator private data
 129      */
 130     void *hwaccel_picture_private;
 131
 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
 137     int b_frame_score;          /* */
 138     int needs_realloc;          ///< Picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
 139
 140     int reference;
 141     int shared;
 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
 206     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 207     int ac_pred;
 208     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 209     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 210
 211     /* scantables */
 212     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 213     ScanTable intra_scantable;
 214     ScanTable intra_h_scantable;
 215     ScanTable intra_v_scantable;
 216
 217     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 218      *          offsets used in asm. */
 219
 220     struct AVCodecContext *avctx;
 221     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 222     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 223     int gop_size;
 224     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 225     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 226     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 227     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 228     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 229
 230 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 231     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 232     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 233
 234     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
 235     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 236     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 237     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 238     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 239     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 240     int luma_elim_threshold;
 241     int chroma_elim_threshold;
 242     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 243     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 244     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 245     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 246     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 247
 248     /* sequence parameters */
 249     int context_initialized;
 250     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 251     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 252     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 253     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 254     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 255     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 256     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 257     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 258     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 259     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
 260     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 261     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 262     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 263     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 264
 265     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
 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 last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 311     int16_t *dc_val_base;
 312     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 313     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 314     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 315     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 316     uint8_t *coded_block_base;
 317     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 318     int16_t (*ac_val_base)[16];
 319     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 320     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 321     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 322                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 323     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 324     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 325     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 326     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
 327     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 328     uint8_t *obmc_scratchpad;
 329     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 330
 331     int qscale;                 ///< QP
 332     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 333     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 334     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 335     int *lambda_table;
 336     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 337     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 338     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 339     int last_pict_type; //FIXME removes
 340     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 341     int droppable;
 342     int frame_rate_index;
 343     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 344     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 345
 346     /* motion compensation */
 347     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 348     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 349
 350     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
 351     HpelDSPContext hdsp;
 352     QpelDSPContext qdsp;
 353     VideoDSPContext vdsp;
 354     H263DSPContext h263dsp;
 355     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 356     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 357     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 358     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 359     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 360     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 361     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 362     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 363     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 364     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 365     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 366     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 367     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 368     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 369     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 370     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 371     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 372     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 373     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 374     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 375     int me_method;                       ///< ME algorithm
 376     int mv_dir;
 377 #define MV_DIR_FORWARD   1
 378 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 379 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 380     int mv_type;
 381 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 382 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 383 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 384 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 385 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 386     /**motion vectors for a macroblock
 387        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 388        second "         : depend on type
 389        third  "         : 0 = x, 1 = y
 390     */
 391     int mv[2][4][2];
 392     int field_select[2][2];
 393     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 394     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 395     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 396
 397     MotionEstContext me;
 398
 399     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 400                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 401
 402     /* macroblock layer */
 403     int mb_x, mb_y;
 404     int mb_skip_run;
 405     int mb_intra;
 406     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
 407
 408     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 409     int block_wrap[6];
 410     uint8_t *dest[3];
 411
 412     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 413
 414     /** matrix transmitted in the bitstream */
 415     uint16_t intra_matrix[64];
 416     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 417     uint16_t inter_matrix[64];
 418     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 419 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 420     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 421     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 422     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 423     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 424     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 425     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 426     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 427     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 428     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 429     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 430 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 431
 432     int coded_score[8];
 433
 434     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 435     int (*q_intra_matrix)[64];
 436     int (*q_inter_matrix)[64];
 437     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 438     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 439     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 440
 441     /* noise reduction */
 442     int (*dct_error_sum)[64];
 443     int dct_count[2];
 444     uint16_t (*dct_offset)[64];
 445
 446     void *opaque;              ///< private data for the user
 447
 448     /* bit rate control */
 449     int64_t total_bits;
 450     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 451     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 452     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 453
 454     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 455     int mv_bits;
 456     int header_bits;
 457     int i_tex_bits;
 458     int p_tex_bits;
 459     int i_count;
 460     int f_count;
 461     int b_count;
 462     int skip_count;
 463     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 464     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 465
 466     /* error concealment / resync */
 467     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 468     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 469     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 470     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 471     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 472     int err_recognition;
 473
 474     ParseContext parse_context;
 475
 476     /* H.263 specific */
 477     int gob_index;
 478     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 479     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
 480     int prev_mb_info, last_mb_info;
 481     uint8_t *mb_info_ptr;
 482     int mb_info_size;
 483
 484     /* H.263+ specific */
 485     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 486     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 487     int h263_slice_structured;
 488     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 489     int modified_quant;
 490     int loop_filter;
 491     int custom_pcf;
 492
 493     /* mpeg4 specific */
 494     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
 495     int time_increment_bits;
 496     int last_time_base;
 497     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 498     int64_t time;                   ///< time of current frame
 499     int64_t last_non_b_time;
 500     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 501     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 502     uint16_t pp_field_time;
 503     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 504     int real_sprite_warping_points;
 505     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 506     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 507     int mcsel;
 508     int quant_precision;
 509     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 510     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 511     int sprite_warping_accuracy;
 512     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 513     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 514     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 515     int vo_type;
 516     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
 517     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 518     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 519     int mpeg_quant;
 520     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 521
 522     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 523     int divx_packed;
 524     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 525     int bitstream_buffer_size;
 526     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 527
 528     /* RV10 specific */
 529     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 530     int rv10_first_dc_coded[3];
 531     int orig_width, orig_height;
 532
 533     /* MJPEG specific */
 534     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 535
 536     /* MSMPEG4 specific */
 537     int mv_table_index;
 538     int rl_table_index;
 539     int rl_chroma_table_index;
 540     int dc_table_index;
 541     int use_skip_mb_code;
 542     int slice_height;      ///< in macroblocks
 543     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 544     int flipflop_rounding;
 545     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 546     int per_mb_rl_table;
 547     int esc3_level_length;
 548     int esc3_run_length;
 549     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 550     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 551     int inter_intra_pred;
 552     int mspel;
 553
 554     /* decompression specific */
 555     GetBitContext gb;
 556
 557     /* Mpeg1 specific */
 558     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 559     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 560     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 561
 562     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 563     int progressive_sequence;
 564     int mpeg_f_code[2][2];
 565
 566     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
 567     int picture_structure;
 568
 569     int intra_dc_precision;
 570     int frame_pred_frame_dct;
 571     int top_field_first;
 572     int concealment_motion_vectors;
 573     int q_scale_type;
 574     int intra_vlc_format;
 575     int alternate_scan;
 576     int repeat_first_field;
 577     int chroma_420_type;
 578     int chroma_format;
 579 #define CHROMA_420 1
 580 #define CHROMA_422 2
 581 #define CHROMA_444 3
 582     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 583     int chroma_y_shift;
 584
 585     int progressive_frame;
 586     int full_pel[2];
 587     int interlaced_dct;
 588     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 589     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 590     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 591
 592     /* RTP specific */
 593     int rtp_mode;
 594
 595     uint8_t *ptr_lastgob;
 596     int16_t (*pblocks[12])[64];
 597
 598     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 599     int16_t (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 600     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 601 #define SLICE_OK         0
 602 #define SLICE_ERROR     -1
 603 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 604 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 605
 606     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 607                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 608     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 609                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 610     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 611                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 612     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 613                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 614     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 615                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 616     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 617                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 618     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
 619                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 620     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
 621                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 622     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 623                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 624     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 625                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 626     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 627     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 628     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
 629
 630     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
 631     int quantizer_noise_shaping;
 632
 633     /* temp buffers for rate control */
 634     float *cplx_tab, *bits_tab;
 635
 636     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
 637      * a frame size change */
 638     int context_reinit;
 639
 640     ERContext er;
 641
 642     int error_rate;
 643
 644     /* temporary frames used by b_frame_strategy = 2 */
 645     AVFrame *tmp_frames[MAX_B_FRAMES + 2];
 646 } MpegEncContext;
 647
 648 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx)             \
 649     ((pic && pic >= old_ctx->picture &&                   \
 650       pic < old_ctx->picture + MAX_PICTURE_COUNT) ?  \
 651         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : NULL)
 652
 653 /* mpegvideo_enc common options */
 654 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
 655 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
 656 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
 657 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
 658 #define FF_MPV_FLAG_NAQ          0x0010
 659 #define FF_MPV_FLAG_MV0          0x0020
 660
 661 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
 662 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 663 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
 664 { "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" },\
 665 { "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" },\
 666 { "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" },\
 667 { "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" },\
 668 { "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" },\
 669 { "naq",            "normalize adaptive quantization",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_NAQ },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 670 { "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" },\
 671 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
 672                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 673 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
 674                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 675 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 676 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
 677                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },
 678
 679 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
 680
 681 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
 682 static const AVClass name ## _class = {\
 683     .class_name = #name " encoder",\
 684     .item_name  = av_default_item_name,\
 685     .option     = ff_mpv_generic_options,\
 686     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
 687 };
 688
 689 /**
 690  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
 691  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
 692  * state of the MpegEncContext.
 693  */
 694 void ff_MPV_common_defaults(MpegEncContext *s);
 695
 696 void ff_MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 697 int ff_MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 698 int ff_MPV_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
 699 void ff_MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 700 void ff_MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
 701 int ff_MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 702 void ff_MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 703 int ff_MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 704 int ff_MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 705 int ff_MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 706                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
 707 void ff_MPV_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 708 void ff_MPV_common_init_x86(MpegEncContext *s);
 709 void ff_MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 710 void ff_MPV_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 711 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 712 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 713 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 714 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p);
 715 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 716 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 717 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, int16_t *block);
 718 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 719 int ff_MPV_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 720 void ff_MPV_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 721 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 722 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 723
 724 /* Error resilience */
 725 void ff_mpeg_er_frame_start(MpegEncContext *s);
 726 void ff_mpeg_set_erpic(ERPicture *dst, Picture *src);
 727
 728 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
 729 void ff_convert_matrix(DSPContext *dsp, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 730                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 731 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
 732
 733 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 734
 735 void ff_MPV_motion(MpegEncContext *s,
 736                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
 737                    uint8_t *dest_cr, int dir,
 738                    uint8_t **ref_picture,
 739                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
 740                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
 741
 742 /**
 743  * Allocate a Picture.
 744  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
 745  */
 746 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 747
 748 /**
 749  * permute block according to permuatation.
 750  * @param last last non zero element in scantable order
 751  */
 752 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
 753
 754 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 755     const int block_size = 8;
 756
 757     s->block_index[0]+=2;
 758     s->block_index[1]+=2;
 759     s->block_index[2]+=2;
 760     s->block_index[3]+=2;
 761     s->block_index[4]++;
 762     s->block_index[5]++;
 763     s->dest[0]+= 2*block_size;
 764     s->dest[1]+= block_size;
 765     s->dest[2]+= block_size;
 766 }
 767
 768 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 769     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 770     const int last= s->last_bits;
 771
 772     s->last_bits = bits;
 773
 774     return bits - last;
 775 }
 776
 777 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 778     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 779     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 780         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 781     };
 782     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 783 }
 784
 785 /* motion_est.c */
 786 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 787                              int mb_x, int mb_y);
 788 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 789                              int mb_x, int mb_y);
 790 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 791 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 792 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 793                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 794 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 795 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 796 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 797                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 798                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 799 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 800                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 801
 802 /* mpeg12.c */
 803 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 804 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
 805
 806 void ff_mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 807 void ff_mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 808                         int16_t block[6][64],
 809                         int motion_x, int motion_y);
 810 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 811 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 812
 813 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 814 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 815
 816 /* rv10.c */
 817 void ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 818 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 819 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 820
 821
 822 /* msmpeg4.c */
 823 void ff_msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 824 void ff_msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 825 void ff_msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 826                           int16_t block[6][64],
 827                           int motion_x, int motion_y);
 828 int ff_msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 829 int ff_msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 830 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 831 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 832 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 833 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 834 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 835 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 836                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 837                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 838                                int motion_x, int motion_y, int h);
 839 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 840 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 841                        int16_t block[6][64],
 842                        int motion_x, int motion_y);
 843
 844 int ff_mpeg_ref_picture(MpegEncContext *s, Picture *dst, Picture *src);
 845 void ff_mpeg_unref_picture(MpegEncContext *s, Picture *picture);
 846 void ff_free_picture_tables(Picture *pic);
 847
 848 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */