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

   1 /*
   2  * Generic DCT based hybrid video encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * mpegvideo header.
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  30
  31 #include "avcodec.h"
  32 #include "dsputil.h"
  33 #include "get_bits.h"
  34 #include "put_bits.h"
  35 #include "ratecontrol.h"
  36 #include "parser.h"
  37 #include "mpeg12data.h"
  38 #include "rl.h"
  39
  40 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  41
  42 enum OutputFormat {
  43     FMT_MPEG1,
  44     FMT_H261,
  45     FMT_H263,
  46     FMT_MJPEG,
  47     FMT_H264,
  48 };
  49
  50 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  51
  52 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  53 #define QMAT_SHIFT 22
  54
  55 #define MAX_FCODE 7
  56 #define MAX_MV 2048
  57
  58 #define MAX_THREADS 16
  59
  60 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
  61
  62 #define ME_MAP_SIZE 64
  63 #define ME_MAP_SHIFT 3
  64 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  65
  66 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  67
  68 #define INPLACE_OFFSET 16
  69
  70 /* Start codes. */
  71 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  72 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  73 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  74 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  75 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  76 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  77 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  78 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  79
  80 struct MpegEncContext;
  81
  82 /**
  83  * Picture.
  84  */
  85 typedef struct Picture{
  86     struct AVFrame f;
  87
  88     /**
  89      * halfpel luma planes.
  90      */
  91     uint8_t *interpolated[3];
  92     int8_t *qscale_table_base;
  93     int16_t (*motion_val_base[2])[2];
  94     uint32_t *mb_type_base;
  95 #define MB_TYPE_INTRA MB_TYPE_INTRA4x4 //default mb_type if there is just one type
  96 #define IS_INTRA4x4(a)   ((a)&MB_TYPE_INTRA4x4)
  97 #define IS_INTRA16x16(a) ((a)&MB_TYPE_INTRA16x16)
  98 #define IS_PCM(a)        ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
  99 #define IS_INTRA(a)      ((a)&7)
 100 #define IS_INTER(a)      ((a)&(MB_TYPE_16x16|MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8))
 101 #define IS_SKIP(a)       ((a)&MB_TYPE_SKIP)
 102 #define IS_INTRA_PCM(a)  ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
 103 #define IS_INTERLACED(a) ((a)&MB_TYPE_INTERLACED)
 104 #define IS_DIRECT(a)     ((a)&MB_TYPE_DIRECT2)
 105 #define IS_GMC(a)        ((a)&MB_TYPE_GMC)
 106 #define IS_16X16(a)      ((a)&MB_TYPE_16x16)
 107 #define IS_16X8(a)       ((a)&MB_TYPE_16x8)
 108 #define IS_8X16(a)       ((a)&MB_TYPE_8x16)
 109 #define IS_8X8(a)        ((a)&MB_TYPE_8x8)
 110 #define IS_SUB_8X8(a)    ((a)&MB_TYPE_16x16) //note reused
 111 #define IS_SUB_8X4(a)    ((a)&MB_TYPE_16x8)  //note reused
 112 #define IS_SUB_4X8(a)    ((a)&MB_TYPE_8x16)  //note reused
 113 #define IS_SUB_4X4(a)    ((a)&MB_TYPE_8x8)   //note reused
 114 #define IS_ACPRED(a)     ((a)&MB_TYPE_ACPRED)
 115 #define IS_QUANT(a)      ((a)&MB_TYPE_QUANT)
 116 #define IS_DIR(a, part, list) ((a) & (MB_TYPE_P0L0<<((part)+2*(list))))
 117 #define USES_LIST(a, list) ((a) & ((MB_TYPE_P0L0|MB_TYPE_P1L0)<<(2*(list)))) ///< does this mb use listX, note does not work if subMBs
 118 #define HAS_CBP(a)        ((a)&MB_TYPE_CBP)
 119
 120     int field_poc[2];           ///< h264 top/bottom POC
 121     int poc;                    ///< h264 frame POC
 122     int frame_num;              ///< h264 frame_num (raw frame_num from slice header)
 123     int mmco_reset;             ///< h264 MMCO_RESET set this 1. Reordering code must not mix pictures before and after MMCO_RESET.
 124     int pic_id;                 /**< h264 pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
 125                                      pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
 126     int long_ref;               ///< 1->long term reference 0->short term reference
 127     int ref_poc[2][2][16];      ///< h264 POCs of the frames used as reference (FIXME need per slice)
 128     int ref_count[2][2];        ///< number of entries in ref_poc              (FIXME need per slice)
 129     int mbaff;                  ///< h264 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
 130     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
 131
 132     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
 133     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
 134     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 135     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 136     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 137     int32_t *mb_cmp_score;      ///< Table for MB cmp scores, for mb decision FIXME remove
 138     int b_frame_score;          /* */
 139     struct MpegEncContext *owner2; ///< pointer to the MpegEncContext that allocated this picture
 140 } Picture;
 141
 142 /**
 143  * Motion estimation context.
 144  */
 145 typedef struct MotionEstContext{
 146     AVCodecContext *avctx;
 147     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
 148     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
 149     int direct_basis_mv[4][2];
 150     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
 151     uint8_t *best_mb;
 152     uint8_t *temp_mb[2];
 153     uint8_t *temp;
 154     int best_bits;
 155     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 156     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 157     unsigned map_generation;
 158     int pre_penalty_factor;
 159     int penalty_factor;                /**< an estimate of the bits required to
 160                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
 161                                         more bits than (0,0). We have to
 162                                         estimate whether any reduction in
 163                                         residual is worth the extra bits. */
 164     int sub_penalty_factor;
 165     int mb_penalty_factor;
 166     int flags;
 167     int sub_flags;
 168     int mb_flags;
 169     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 170     int dia_size;
 171     int xmin;
 172     int xmax;
 173     int ymin;
 174     int ymax;
 175     int pred_x;
 176     int pred_y;
 177     uint8_t *src[4][4];
 178     uint8_t *ref[4][4];
 179     int stride;
 180     int uvstride;
 181     /* temp variables for picture complexity calculation */
 182     int mc_mb_var_sum_temp;
 183     int mb_var_sum_temp;
 184     int scene_change_score;
 185 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 186     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 187     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 188     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 189     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 190     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 191     uint8_t *current_mv_penalty;
 192     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 193                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 194                                   int src_index, int ref_index,
 195                                   int size, int h);
 196 }MotionEstContext;
 197
 198 /**
 199  * MpegEncContext.
 200  */
 201 typedef struct MpegEncContext {
 202     AVClass *class;
 203     struct AVCodecContext *avctx;
 204     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 205     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 206     int gop_size;
 207     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 208     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 209     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 210     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 211     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 212
 213 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 214     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 215     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 216
 217     enum CodecID codec_id;     /* see CODEC_ID_xxx */
 218     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 219     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 220     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 221     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 222     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 223     int luma_elim_threshold;
 224     int chroma_elim_threshold;
 225     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 226     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 227     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 228     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 229     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 230
 231     /* sequence parameters */
 232     int context_initialized;
 233     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 234     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 235     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 236     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 237     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 238     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 239     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 240     int b4_stride;             ///< 4*mb_width+1 used for some 4x4 block arrays to allow simple addressing
 241     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 242     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 243     int linesize;              ///< line size, in bytes, may be different from width
 244     int uvlinesize;            ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 245     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 246     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 247     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 248
 249     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 250     int ac_pred;
 251     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 252     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 253
 254     /* scantables */
 255     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 256     ScanTable intra_scantable;
 257     ScanTable intra_h_scantable;
 258     ScanTable intra_v_scantable;
 259
 260     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 261      *          offsets used in asm. */
 262
 263     int64_t user_specified_pts;///< last non zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video()
 264
 265     /** bit output */
 266     PutBitContext pb;
 267
 268     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 269     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 270     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 271
 272     /**
 273      * copy of the previous picture structure.
 274      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 275      */
 276     Picture last_picture;
 277
 278     /**
 279      * copy of the next picture structure.
 280      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 281      */
 282     Picture next_picture;
 283
 284     /**
 285      * copy of the source picture structure for encoding.
 286      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 287      */
 288     Picture new_picture;
 289
 290     /**
 291      * copy of the current picture structure.
 292      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 293      */
 294     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 295
 296     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 297     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 298     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 299     int picture_count;             ///< number of allocated pictures (MAX_PICTURE_COUNT * avctx->thread_count)
 300     int picture_range_start, picture_range_end; ///< the part of picture that this context can allocate in
 301     uint8_t *visualization_buffer[3]; ///< temporary buffer vor MV visualization
 302     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 303     int16_t *dc_val_base;
 304     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 305     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 306     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 307     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 308     uint8_t *coded_block_base;
 309     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 310     int16_t (*ac_val_base)[16];
 311     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 312     uint8_t *prev_pict_types;     ///< previous picture types in bitstream order, used for mb skip
 313 #define PREV_PICT_TYPES_BUFFER_SIZE 256
 314     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 315     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 316                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 317     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 318     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 319     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 320     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
 321     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 322     uint8_t *obmc_scratchpad;
 323     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 324
 325     int qscale;                 ///< QP
 326     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 327     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 328     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 329     int *lambda_table;
 330     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 331     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 332     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 333     int last_pict_type; //FIXME removes
 334     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 335     int dropable;
 336     int frame_rate_index;
 337     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 338     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 339
 340     /* motion compensation */
 341     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 342     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 343
 344     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
 345     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 346     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 347     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 348     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 349     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 350     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 351     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 352     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 353     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 354     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 355     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 356     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 357     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 358     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 359     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 360     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 361     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 362     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 363     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 364     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 365     int me_method;                       ///< ME algorithm
 366     int mv_dir;
 367 #define MV_DIR_FORWARD   1
 368 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 369 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 370     int mv_type;
 371 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 372 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 373 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 374 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 375 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 376     /**motion vectors for a macroblock
 377        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 378        second "         : depend on type
 379        third  "         : 0 = x, 1 = y
 380     */
 381     int mv[2][4][2];
 382     int field_select[2][2];
 383     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 384     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 385     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 386
 387     MotionEstContext me;
 388
 389     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 390                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 391
 392     /* macroblock layer */
 393     int mb_x, mb_y;
 394     int mb_skip_run;
 395     int mb_intra;
 396     uint16_t *mb_type;           ///< Table for candidate MB types for encoding
 397 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTRA    0x01
 398 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER    0x02
 399 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER4V  0x04
 400 #define CANDIDATE_MB_TYPE_SKIPPED   0x08
 401 //#define MB_TYPE_GMC      0x10
 402
 403 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT   0x10
 404 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD  0x20
 405 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD 0x40
 406 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR    0x80
 407
 408 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER_I    0x100
 409 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD_I  0x200
 410 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD_I 0x400
 411 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR_I    0x800
 412
 413 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT0    0x1000
 414
 415     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 416     int block_wrap[6];
 417     uint8_t *dest[3];
 418
 419     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 420
 421     /** matrix transmitted in the bitstream */
 422     uint16_t intra_matrix[64];
 423     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 424     uint16_t inter_matrix[64];
 425     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 426 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 427     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 428     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 429     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 430     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 431     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 432     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 433     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 434     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 435     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 436     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 437 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 438
 439     int coded_score[8];
 440
 441     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 442     int (*q_intra_matrix)[64];
 443     int (*q_inter_matrix)[64];
 444     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 445     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 446     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 447
 448     /* noise reduction */
 449     int (*dct_error_sum)[64];
 450     int dct_count[2];
 451     uint16_t (*dct_offset)[64];
 452
 453     void *opaque;              ///< private data for the user
 454
 455     /* bit rate control */
 456     int64_t total_bits;
 457     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 458     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 459     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 460
 461     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 462     int mv_bits;
 463     int header_bits;
 464     int i_tex_bits;
 465     int p_tex_bits;
 466     int i_count;
 467     int f_count;
 468     int b_count;
 469     int skip_count;
 470     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 471     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 472
 473     /* error concealment / resync */
 474     int error_count, error_occurred;
 475     uint8_t *error_status_table;       ///< table of the error status of each MB
 476 #define VP_START            1          ///< current MB is the first after a resync marker
 477 #define AC_ERROR            2
 478 #define DC_ERROR            4
 479 #define MV_ERROR            8
 480 #define AC_END              16
 481 #define DC_END              32
 482 #define MV_END              64
 483 //FIXME some prefix?
 484
 485     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 486     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 487     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 488     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 489     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 490     int err_recognition;
 491
 492     ParseContext parse_context;
 493
 494     /* H.263 specific */
 495     int gob_index;
 496     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 497     int showed_packed_warning;      ///< flag for having shown the warning about divxs invalid b frames
 498
 499     /* H.263+ specific */
 500     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 501     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 502     int h263_slice_structured;
 503     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 504     int modified_quant;
 505     int loop_filter;
 506     int custom_pcf;
 507
 508     /* mpeg4 specific */
 509     int time_increment_bits;        ///< number of bits to represent the fractional part of time
 510     int last_time_base;
 511     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 512     int64_t time;                   ///< time of current frame
 513     int64_t last_non_b_time;
 514     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 515     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 516     uint16_t pp_field_time;
 517     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 518     int shape;
 519     int vol_sprite_usage;
 520     int sprite_width;
 521     int sprite_height;
 522     int sprite_left;
 523     int sprite_top;
 524     int sprite_brightness_change;
 525     int num_sprite_warping_points;
 526     int real_sprite_warping_points;
 527     uint16_t sprite_traj[4][2];      ///< sprite trajectory points
 528     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 529     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 530     int sprite_shift[2];             ///< sprite shift [isChroma]
 531     int mcsel;
 532     int quant_precision;
 533     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 534     int scalability;
 535     int hierachy_type;
 536     int enhancement_type;
 537     int new_pred;
 538     int reduced_res_vop;
 539     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 540     int sprite_warping_accuracy;
 541     int low_latency_sprite;
 542     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 543     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 544     int rvlc;                        ///< reversible vlc
 545     int resync_marker;               ///< could this stream contain resync markers
 546     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 547     int vo_type;
 548     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
 549     int intra_dc_threshold;          ///< QP above whch the ac VLC should be used for intra dc
 550     int use_intra_dc_vlc;
 551     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 552     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 553     int mpeg_quant;
 554     int t_frame;                       ///< time distance of first I -> B, used for interlaced b frames
 555     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 556     int cplx_estimation_trash_i;
 557     int cplx_estimation_trash_p;
 558     int cplx_estimation_trash_b;
 559
 560     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 561     int divx_version;
 562     int divx_build;
 563     int divx_packed;
 564     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 565     int bitstream_buffer_size;
 566     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 567
 568     int xvid_build;
 569
 570     /* lavc specific stuff, used to workaround bugs in libavcodec */
 571     int lavc_build;
 572
 573     /* RV10 specific */
 574     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 575     int rv10_first_dc_coded[3];
 576     int orig_width, orig_height;
 577
 578     /* MJPEG specific */
 579     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 580     int mjpeg_vsample[3];       ///< vertical sampling factors, default = {2, 1, 1}
 581     int mjpeg_hsample[3];       ///< horizontal sampling factors, default = {2, 1, 1}
 582
 583     /* MSMPEG4 specific */
 584     int mv_table_index;
 585     int rl_table_index;
 586     int rl_chroma_table_index;
 587     int dc_table_index;
 588     int use_skip_mb_code;
 589     int slice_height;      ///< in macroblocks
 590     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 591     int flipflop_rounding;
 592     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 593     int per_mb_rl_table;
 594     int esc3_level_length;
 595     int esc3_run_length;
 596     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 597     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 598     int inter_intra_pred;
 599     int mspel;
 600
 601     /* decompression specific */
 602     GetBitContext gb;
 603
 604     /* Mpeg1 specific */
 605     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 606     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 607     int broken_link;         ///< no_output_of_prior_pics_flag
 608     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 609
 610     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 611     int progressive_sequence;
 612     int mpeg_f_code[2][2];
 613     int picture_structure;
 614 /* picture type */
 615 #define PICT_TOP_FIELD     1
 616 #define PICT_BOTTOM_FIELD  2
 617 #define PICT_FRAME         3
 618
 619     int intra_dc_precision;
 620     int frame_pred_frame_dct;
 621     int top_field_first;
 622     int concealment_motion_vectors;
 623     int q_scale_type;
 624     int intra_vlc_format;
 625     int alternate_scan;
 626     int repeat_first_field;
 627     int chroma_420_type;
 628     int chroma_format;
 629 #define CHROMA_420 1
 630 #define CHROMA_422 2
 631 #define CHROMA_444 3
 632     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 633     int chroma_y_shift;
 634
 635     int progressive_frame;
 636     int full_pel[2];
 637     int interlaced_dct;
 638     int first_slice;
 639     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 640     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 641     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 642
 643     /* RTP specific */
 644     int rtp_mode;
 645
 646     uint8_t *ptr_lastgob;
 647     int swap_uv;             //vcr2 codec is an MPEG-2 variant with U and V swapped
 648     DCTELEM (*pblocks[12])[64];
 649
 650     DCTELEM (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 651     DCTELEM (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 652     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 653 #define SLICE_OK         0
 654 #define SLICE_ERROR     -1
 655 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 656 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 657
 658     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 659                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 660     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 661                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 662     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 663                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 664     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 665                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 666     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 667                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 668     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 669                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 670     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
 671                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 672     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
 673                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 674     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 675                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 676     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 677                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 678     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 679     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 680     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 681 } MpegEncContext;
 682
 683 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx) (pic ? \
 684     (pic >= old_ctx->picture && pic < old_ctx->picture+old_ctx->picture_count ?\
 685         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : pic - (Picture*)old_ctx + (Picture*)new_ctx)\
 686     : NULL)
 687
 688 void MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 689 int MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 690 void MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 691 void MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[12][64]);
 692 int MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 693 void MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 694 int MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 695 int MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 696 int MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, unsigned char *buf, int buf_size, void *data);
 697 void MPV_common_init_mmx(MpegEncContext *s);
 698 void MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 699 void MPV_common_init_mlib(MpegEncContext *s);
 700 void MPV_common_init_mmi(MpegEncContext *s);
 701 void MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 702 void MPV_common_init_altivec(MpegEncContext *s);
 703 void MPV_common_init_bfin(MpegEncContext *s);
 704 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 705 void ff_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 706 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 707 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, AVFrame *pict);
 708 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 709 void ff_release_unused_pictures(MpegEncContext *s, int remove_current);
 710 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 711 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 712 void ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 713 int MPV_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 714 void MPV_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 715 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 716 const uint8_t *avpriv_mpv_find_start_code(const uint8_t *p, const uint8_t *end, uint32_t *state);
 717 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 718
 719 void ff_er_frame_start(MpegEncContext *s);
 720 void ff_er_frame_end(MpegEncContext *s);
 721 void ff_er_add_slice(MpegEncContext *s, int startx, int starty, int endx, int endy, int status);
 722
 723 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
 724 void ff_convert_matrix(DSPContext *dsp, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 725                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 726
 727 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 728 void ff_copy_picture(Picture *dst, Picture *src);
 729
 730 /**
 731  * Allocate a Picture.
 732  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
 733  */
 734 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 735
 736 extern const enum PixelFormat ff_pixfmt_list_420[];
 737 extern const enum PixelFormat ff_hwaccel_pixfmt_list_420[];
 738
 739 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 740     const int block_size= 8>>s->avctx->lowres;
 741
 742     s->block_index[0]+=2;
 743     s->block_index[1]+=2;
 744     s->block_index[2]+=2;
 745     s->block_index[3]+=2;
 746     s->block_index[4]++;
 747     s->block_index[5]++;
 748     s->dest[0]+= 2*block_size;
 749     s->dest[1]+= block_size;
 750     s->dest[2]+= block_size;
 751 }
 752
 753 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 754     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 755     const int last= s->last_bits;
 756
 757     s->last_bits = bits;
 758
 759     return bits - last;
 760 }
 761
 762 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 763     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 764     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 765         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 766     };
 767     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 768 }
 769
 770 /* motion_est.c */
 771 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 772                              int mb_x, int mb_y);
 773 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 774                              int mb_x, int mb_y);
 775 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 776 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 777 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 778                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 779 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 780 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 781 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 782                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 783                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 784 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 785                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 786
 787 /* mpeg12.c */
 788 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 789 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
 790
 791 void mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 792 void mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 793                      DCTELEM block[6][64],
 794                      int motion_x, int motion_y);
 795 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 796 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 797 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s);
 798 int ff_mpeg1_find_frame_end(ParseContext *pc, const uint8_t *buf, int buf_size, AVCodecParserContext *s);
 799
 800 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 801 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 802 extern const uint8_t ff_h263_loop_filter_strength[32];
 803
 804 /* h261.c */
 805 void ff_h261_loop_filter(MpegEncContext *s);
 806 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext* s);
 807 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext *s,
 808                     DCTELEM block[6][64],
 809                     int motion_x, int motion_y);
 810 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 811 void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s);
 812 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height);
 813
 814
 815 /* rv10.c */
 816 void rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 817 int rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 818 void rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 819
 820
 821 /* msmpeg4.c */
 822 void msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 823 void msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 824 void msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 825                        DCTELEM block[6][64],
 826                        int motion_x, int motion_y);
 827 int msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 828 int msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 829 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 830 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 831 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 832 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 833 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 834 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 835                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 836                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 837                                int motion_x, int motion_y, int h);
 838 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 839 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 840                        DCTELEM block[6][64],
 841                        int motion_x, int motion_y);
 842
 843 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */