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 "blockdsp.h"
  33 #include "dsputil.h"
  34 #include "error_resilience.h"
  35 #include "fdctdsp.h"
  36 #include "get_bits.h"
  37 #include "h263dsp.h"
  38 #include "hpeldsp.h"
  39 #include "idctdsp.h"
  40 #include "mpegvideodsp.h"
  41 #include "mpegvideoencdsp.h"
  42 #include "put_bits.h"
  43 #include "ratecontrol.h"
  44 #include "parser.h"
  45 #include "mpeg12data.h"
  46 #include "qpeldsp.h"
  47 #include "rl.h"
  48 #include "thread.h"
  49 #include "videodsp.h"
  50
  51 #include "libavutil/opt.h"
  52
  53 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  54
  55 enum OutputFormat {
  56     FMT_MPEG1,
  57     FMT_H261,
  58     FMT_H263,
  59     FMT_MJPEG,
  60 };
  61
  62 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  63
  64 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  65 #define QMAT_SHIFT 22
  66
  67 #define MAX_FCODE 7
  68 #define MAX_MV 2048
  69
  70 #define MAX_THREADS 16
  71
  72 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
  73
  74 #define MAX_B_FRAMES 16
  75
  76 #define ME_MAP_SIZE 64
  77 #define ME_MAP_SHIFT 3
  78 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  79
  80 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  81
  82 #define INPLACE_OFFSET 16
  83
  84 #define EDGE_WIDTH 16
  85
  86 /* Start codes. */
  87 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  88 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  89 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  90 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  91 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  92 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  93 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  94 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  95
  96 /* encoding scans */
  97 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  98 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
  99
 100 struct MpegEncContext;
 101
 102 /**
 103  * Picture.
 104  */
 105 typedef struct Picture{
 106     struct AVFrame *f;
 107     ThreadFrame tf;
 108
 109     AVBufferRef *qscale_table_buf;
 110     int8_t *qscale_table;
 111
 112     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
 113     int16_t (*motion_val[2])[2];
 114
 115     AVBufferRef *mb_type_buf;
 116     uint32_t *mb_type;          ///< types and macros are defined in mpegutils.h
 117
 118     AVBufferRef *mbskip_table_buf;
 119     uint8_t *mbskip_table;
 120
 121     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
 122     int8_t *ref_index[2];
 123
 124     AVBufferRef *mb_var_buf;
 125     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 126
 127     AVBufferRef *mc_mb_var_buf;
 128     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 129
 130     AVBufferRef *mb_mean_buf;
 131     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 132
 133     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 134     /**
 135      * hardware accelerator private data
 136      */
 137     void *hwaccel_picture_private;
 138
 139     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
 140
 141     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
 142     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
 143
 144     int b_frame_score;          /* */
 145     int needs_realloc;          ///< Picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
 146
 147     int reference;
 148     int shared;
 149 } Picture;
 150
 151 /**
 152  * Motion estimation context.
 153  */
 154 typedef struct MotionEstContext{
 155     AVCodecContext *avctx;
 156     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
 157     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
 158     int direct_basis_mv[4][2];
 159     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
 160     uint8_t *best_mb;
 161     uint8_t *temp_mb[2];
 162     uint8_t *temp;
 163     int best_bits;
 164     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 165     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 166     unsigned map_generation;
 167     int pre_penalty_factor;
 168     int penalty_factor;                /**< an estimate of the bits required to
 169                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
 170                                         more bits than (0,0). We have to
 171                                         estimate whether any reduction in
 172                                         residual is worth the extra bits. */
 173     int sub_penalty_factor;
 174     int mb_penalty_factor;
 175     int flags;
 176     int sub_flags;
 177     int mb_flags;
 178     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 179     int dia_size;
 180     int xmin;
 181     int xmax;
 182     int ymin;
 183     int ymax;
 184     int pred_x;
 185     int pred_y;
 186     uint8_t *src[4][4];
 187     uint8_t *ref[4][4];
 188     int stride;
 189     int uvstride;
 190     /* temp variables for picture complexity calculation */
 191     int mc_mb_var_sum_temp;
 192     int mb_var_sum_temp;
 193     int scene_change_score;
 194 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 195     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 196     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 197     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 198     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 199     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 200     uint8_t *current_mv_penalty;
 201     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 202                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 203                                   int src_index, int ref_index,
 204                                   int size, int h);
 205 }MotionEstContext;
 206
 207 /**
 208  * MpegEncContext.
 209  */
 210 typedef struct MpegEncContext {
 211     AVClass *class;
 212
 213     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 214     int ac_pred;
 215     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 216     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 217
 218     /* scantables */
 219     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 220     ScanTable intra_scantable;
 221     ScanTable intra_h_scantable;
 222     ScanTable intra_v_scantable;
 223
 224     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 225      *          offsets used in asm. */
 226
 227     struct AVCodecContext *avctx;
 228     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 229     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 230     int gop_size;
 231     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 232     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 233     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 234     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 235     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 236
 237 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 238     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 239     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 240
 241     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
 242     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 243     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 244     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 245     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 246     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 247     int luma_elim_threshold;
 248     int chroma_elim_threshold;
 249     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 250     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 251     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 252     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 253     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 254
 255     /* sequence parameters */
 256     int context_initialized;
 257     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 258     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 259     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 260     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 261     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 262     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 263     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 264     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 265     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 266     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
 267     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 268     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 269     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 270     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 271
 272     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
 273     /**
 274      * pts difference between the first and second input frame, used for
 275      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
 276     int64_t dts_delta;
 277     /**
 278      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
 279      * a delay */
 280     int64_t reordered_pts;
 281
 282     /** bit output */
 283     PutBitContext pb;
 284
 285     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 286     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 287     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 288     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
 289
 290     /**
 291      * copy of the previous picture structure.
 292      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 293      */
 294     Picture last_picture;
 295
 296     /**
 297      * copy of the next picture structure.
 298      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 299      */
 300     Picture next_picture;
 301
 302     /**
 303      * copy of the source picture structure for encoding.
 304      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 305      */
 306     Picture new_picture;
 307
 308     /**
 309      * copy of the current picture structure.
 310      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 311      */
 312     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 313
 314     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 315     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 316     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 317     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 318     int16_t *dc_val_base;
 319     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 320     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 321     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 322     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 323     uint8_t *coded_block_base;
 324     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 325     int16_t (*ac_val_base)[16];
 326     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 327     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 328     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 329                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 330     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 331     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 332     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 333     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
 334     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 335     uint8_t *obmc_scratchpad;
 336     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 337
 338     int qscale;                 ///< QP
 339     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 340     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 341     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 342     int *lambda_table;
 343     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 344     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 345     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 346     int last_pict_type; //FIXME removes
 347     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 348     int droppable;
 349     int frame_rate_index;
 350     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 351     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 352
 353     /* motion compensation */
 354     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 355     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 356
 357     BlockDSPContext bdsp;
 358     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
 359     FDCTDSPContext fdsp;
 360     HpelDSPContext hdsp;
 361     IDCTDSPContext idsp;
 362     MpegVideoDSPContext mdsp;
 363     MpegvideoEncDSPContext mpvencdsp;
 364     QpelDSPContext qdsp;
 365     VideoDSPContext vdsp;
 366     H263DSPContext h263dsp;
 367     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 368     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 369     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 370     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 371     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 372     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 373     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 374     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 375     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 376     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 377     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 378     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 379     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 380     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 381     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 382     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 383     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 384     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 385     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 386     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 387     int me_method;                       ///< ME algorithm
 388     int mv_dir;
 389 #define MV_DIR_FORWARD   1
 390 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 391 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 392     int mv_type;
 393 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 394 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 395 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 396 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 397 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 398     /**motion vectors for a macroblock
 399        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 400        second "         : depend on type
 401        third  "         : 0 = x, 1 = y
 402     */
 403     int mv[2][4][2];
 404     int field_select[2][2];
 405     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 406     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 407     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 408
 409     MotionEstContext me;
 410
 411     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 412                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 413
 414     /* macroblock layer */
 415     int mb_x, mb_y;
 416     int mb_skip_run;
 417     int mb_intra;
 418     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
 419
 420     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 421     int block_wrap[6];
 422     uint8_t *dest[3];
 423
 424     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 425
 426     /** matrix transmitted in the bitstream */
 427     uint16_t intra_matrix[64];
 428     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 429     uint16_t inter_matrix[64];
 430     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 431 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 432     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 433     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 434     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 435     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 436     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 437     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 438     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 439     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 440     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 441     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 442 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 443
 444     int coded_score[8];
 445
 446     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 447     int (*q_intra_matrix)[64];
 448     int (*q_inter_matrix)[64];
 449     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 450     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 451     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 452
 453     /* noise reduction */
 454     int (*dct_error_sum)[64];
 455     int dct_count[2];
 456     uint16_t (*dct_offset)[64];
 457
 458     void *opaque;              ///< private data for the user
 459
 460     /* bit rate control */
 461     int64_t total_bits;
 462     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 463     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 464     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 465
 466     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 467     int mv_bits;
 468     int header_bits;
 469     int i_tex_bits;
 470     int p_tex_bits;
 471     int i_count;
 472     int f_count;
 473     int b_count;
 474     int skip_count;
 475     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 476     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 477
 478     /* error concealment / resync */
 479     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 480     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 481     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 482     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 483     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 484     int err_recognition;
 485
 486     ParseContext parse_context;
 487
 488     /* H.263 specific */
 489     int gob_index;
 490     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 491     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
 492     int prev_mb_info, last_mb_info;
 493     uint8_t *mb_info_ptr;
 494     int mb_info_size;
 495
 496     /* H.263+ specific */
 497     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 498     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 499     int h263_slice_structured;
 500     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 501     int modified_quant;
 502     int loop_filter;
 503     int custom_pcf;
 504
 505     /* mpeg4 specific */
 506     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
 507     int time_increment_bits;
 508     int last_time_base;
 509     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 510     int64_t time;                   ///< time of current frame
 511     int64_t last_non_b_time;
 512     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 513     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 514     uint16_t pp_field_time;
 515     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 516     int real_sprite_warping_points;
 517     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 518     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 519     int mcsel;
 520     int quant_precision;
 521     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 522     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 523     int sprite_warping_accuracy;
 524     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 525     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 526     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 527     int vo_type;
 528     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
 529     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 530     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 531     int mpeg_quant;
 532     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 533
 534     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 535     int divx_packed;
 536     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 537     int bitstream_buffer_size;
 538     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 539
 540     /* RV10 specific */
 541     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 542     int rv10_first_dc_coded[3];
 543     int orig_width, orig_height;
 544
 545     /* MJPEG specific */
 546     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 547
 548     /* MSMPEG4 specific */
 549     int mv_table_index;
 550     int rl_table_index;
 551     int rl_chroma_table_index;
 552     int dc_table_index;
 553     int use_skip_mb_code;
 554     int slice_height;      ///< in macroblocks
 555     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 556     int flipflop_rounding;
 557     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 558     int per_mb_rl_table;
 559     int esc3_level_length;
 560     int esc3_run_length;
 561     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 562     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 563     int inter_intra_pred;
 564     int mspel;
 565
 566     /* decompression specific */
 567     GetBitContext gb;
 568
 569     /* Mpeg1 specific */
 570     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 571     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 572     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 573
 574     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 575     int progressive_sequence;
 576     int mpeg_f_code[2][2];
 577
 578     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
 579     int picture_structure;
 580
 581     int intra_dc_precision;
 582     int frame_pred_frame_dct;
 583     int top_field_first;
 584     int concealment_motion_vectors;
 585     int q_scale_type;
 586     int intra_vlc_format;
 587     int alternate_scan;
 588     int repeat_first_field;
 589     int chroma_420_type;
 590     int chroma_format;
 591 #define CHROMA_420 1
 592 #define CHROMA_422 2
 593 #define CHROMA_444 3
 594     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 595     int chroma_y_shift;
 596
 597     int progressive_frame;
 598     int full_pel[2];
 599     int interlaced_dct;
 600     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 601     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 602     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 603
 604     /* RTP specific */
 605     int rtp_mode;
 606
 607     uint8_t *ptr_lastgob;
 608     int16_t (*pblocks[12])[64];
 609
 610     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 611     int16_t (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 612     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 613 #define SLICE_OK         0
 614 #define SLICE_ERROR     -1
 615 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 616 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 617
 618     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 619                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 620     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 621                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 622     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 623                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 624     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 625                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 626     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 627                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 628     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 629                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 630     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
 631                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 632     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
 633                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 634     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 635                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 636     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 637                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 638     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 639     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 640     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
 641
 642     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
 643     int quantizer_noise_shaping;
 644
 645     /* temp buffers for rate control */
 646     float *cplx_tab, *bits_tab;
 647
 648     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
 649      * a frame size change */
 650     int context_reinit;
 651
 652     ERContext er;
 653
 654     int error_rate;
 655
 656     /* temporary frames used by b_frame_strategy = 2 */
 657     AVFrame *tmp_frames[MAX_B_FRAMES + 2];
 658 } MpegEncContext;
 659
 660 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx)             \
 661     ((pic && pic >= old_ctx->picture &&                   \
 662       pic < old_ctx->picture + MAX_PICTURE_COUNT) ?  \
 663         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : NULL)
 664
 665 /* mpegvideo_enc common options */
 666 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
 667 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
 668 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
 669 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
 670 #define FF_MPV_FLAG_NAQ          0x0010
 671 #define FF_MPV_FLAG_MV0          0x0020
 672
 673 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
 674 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 675 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
 676 { "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" },\
 677 { "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" },\
 678 { "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" },\
 679 { "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" },\
 680 { "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" },\
 681 { "naq",            "normalize adaptive quantization",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_NAQ },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 682 { "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" },\
 683 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
 684                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 685 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
 686                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 687 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 688 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
 689                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },
 690
 691 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
 692
 693 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
 694 static const AVClass name ## _class = {\
 695     .class_name = #name " encoder",\
 696     .item_name  = av_default_item_name,\
 697     .option     = ff_mpv_generic_options,\
 698     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
 699 };
 700
 701 /**
 702  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
 703  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
 704  * state of the MpegEncContext.
 705  */
 706 void ff_MPV_common_defaults(MpegEncContext *s);
 707
 708 void ff_MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 709 int ff_MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 710 int ff_MPV_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
 711 void ff_MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 712 void ff_MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
 713 int ff_MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 714 void ff_MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 715 int ff_MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 716 int ff_MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 717 int ff_MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 718                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
 719 void ff_MPV_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 720 void ff_MPV_common_init_x86(MpegEncContext *s);
 721 void ff_MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 722 void ff_MPV_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 723 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 724 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 725 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 726 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p);
 727 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 728 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 729 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, int16_t *block);
 730 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 731 int ff_MPV_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 732 void ff_MPV_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 733 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 734 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 735
 736 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
 737 void ff_convert_matrix(MpegEncContext *s, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 738                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 739 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
 740
 741 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 742
 743 void ff_MPV_motion(MpegEncContext *s,
 744                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
 745                    uint8_t *dest_cr, int dir,
 746                    uint8_t **ref_picture,
 747                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
 748                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
 749
 750 /**
 751  * Allocate a Picture.
 752  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
 753  */
 754 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 755
 756 /**
 757  * permute block according to permuatation.
 758  * @param last last non zero element in scantable order
 759  */
 760 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
 761
 762 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 763     const int block_size = 8;
 764
 765     s->block_index[0]+=2;
 766     s->block_index[1]+=2;
 767     s->block_index[2]+=2;
 768     s->block_index[3]+=2;
 769     s->block_index[4]++;
 770     s->block_index[5]++;
 771     s->dest[0]+= 2*block_size;
 772     s->dest[1]+= block_size;
 773     s->dest[2]+= block_size;
 774 }
 775
 776 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 777     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 778     const int last= s->last_bits;
 779
 780     s->last_bits = bits;
 781
 782     return bits - last;
 783 }
 784
 785 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 786     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 787     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 788         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 789     };
 790     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 791 }
 792
 793 /* motion_est.c */
 794 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 795                              int mb_x, int mb_y);
 796 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 797                              int mb_x, int mb_y);
 798 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 799 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 800 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 801                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 802 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 803 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 804 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 805                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 806                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 807 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 808                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 809
 810 /* mpeg12.c */
 811 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 812 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
 813
 814 void ff_mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 815 void ff_mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 816                         int16_t block[6][64],
 817                         int motion_x, int motion_y);
 818 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 819 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 820
 821 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 822 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 823
 824 /* rv10.c */
 825 void ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 826 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 827 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 828
 829
 830 /* msmpeg4.c */
 831 void ff_msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 832 void ff_msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 833 void ff_msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 834                           int16_t block[6][64],
 835                           int motion_x, int motion_y);
 836 int ff_msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 837 int ff_msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 838 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 839 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 840 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 841 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 842 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 843 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 844                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 845                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 846                                int motion_x, int motion_y, int h);
 847 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 848 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 849                        int16_t block[6][64],
 850                        int motion_x, int motion_y);
 851
 852 int ff_mpeg_ref_picture(MpegEncContext *s, Picture *dst, Picture *src);
 853 void ff_mpeg_unref_picture(MpegEncContext *s, Picture *picture);
 854 void ff_free_picture_tables(Picture *pic);
 855
 856 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */