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 "rl.h"
  42 #include "thread.h"
  43 #include "videodsp.h"
  44
  45 #include "libavutil/opt.h"
  46
  47 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  48
  49 enum OutputFormat {
  50     FMT_MPEG1,
  51     FMT_H261,
  52     FMT_H263,
  53     FMT_MJPEG,
  54 };
  55
  56 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  57
  58 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  59 #define QMAT_SHIFT 22
  60
  61 #define MAX_FCODE 7
  62 #define MAX_MV 2048
  63
  64 #define MAX_THREADS 16
  65
  66 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
  67
  68 #define MAX_B_FRAMES 16
  69
  70 #define ME_MAP_SIZE 64
  71 #define ME_MAP_SHIFT 3
  72 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  73
  74 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  75
  76 #define INPLACE_OFFSET 16
  77
  78 /* Start codes. */
  79 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  80 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  81 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  82 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  83 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  84 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  85 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  86 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  87
  88 struct MpegEncContext;
  89
  90 /**
  91  * Picture.
  92  */
  93 typedef struct Picture{
  94     struct AVFrame *f;
  95     ThreadFrame tf;
  96
  97     AVBufferRef *qscale_table_buf;
  98     int8_t *qscale_table;
  99
 100     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
 101     int16_t (*motion_val[2])[2];
 102
 103     AVBufferRef *mb_type_buf;
 104     uint32_t *mb_type;          ///< types and macros are defined in mpegutils.h
 105
 106     AVBufferRef *mbskip_table_buf;
 107     uint8_t *mbskip_table;
 108
 109     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
 110     int8_t *ref_index[2];
 111
 112     AVBufferRef *mb_var_buf;
 113     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 114
 115     AVBufferRef *mc_mb_var_buf;
 116     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 117
 118     AVBufferRef *mb_mean_buf;
 119     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 120
 121     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 122     /**
 123      * hardware accelerator private data
 124      */
 125     void *hwaccel_picture_private;
 126
 127     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
 128
 129     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
 130     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
 131
 132     int b_frame_score;          /* */
 133     int needs_realloc;          ///< Picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
 134
 135     int reference;
 136     int shared;
 137 } Picture;
 138
 139 /**
 140  * Motion estimation context.
 141  */
 142 typedef struct MotionEstContext{
 143     AVCodecContext *avctx;
 144     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
 145     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
 146     int direct_basis_mv[4][2];
 147     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
 148     uint8_t *best_mb;
 149     uint8_t *temp_mb[2];
 150     uint8_t *temp;
 151     int best_bits;
 152     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 153     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 154     unsigned map_generation;
 155     int pre_penalty_factor;
 156     int penalty_factor;                /**< an estimate of the bits required to
 157                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
 158                                         more bits than (0,0). We have to
 159                                         estimate whether any reduction in
 160                                         residual is worth the extra bits. */
 161     int sub_penalty_factor;
 162     int mb_penalty_factor;
 163     int flags;
 164     int sub_flags;
 165     int mb_flags;
 166     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 167     int dia_size;
 168     int xmin;
 169     int xmax;
 170     int ymin;
 171     int ymax;
 172     int pred_x;
 173     int pred_y;
 174     uint8_t *src[4][4];
 175     uint8_t *ref[4][4];
 176     int stride;
 177     int uvstride;
 178     /* temp variables for picture complexity calculation */
 179     int mc_mb_var_sum_temp;
 180     int mb_var_sum_temp;
 181     int scene_change_score;
 182 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 183     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 184     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 185     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 186     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 187     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 188     uint8_t *current_mv_penalty;
 189     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 190                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 191                                   int src_index, int ref_index,
 192                                   int size, int h);
 193 }MotionEstContext;
 194
 195 /**
 196  * MpegEncContext.
 197  */
 198 typedef struct MpegEncContext {
 199     AVClass *class;
 200     struct AVCodecContext *avctx;
 201     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 202     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 203     int gop_size;
 204     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 205     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 206     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 207     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 208     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 209
 210 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 211     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 212     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 213
 214     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
 215     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 216     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 217     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 218     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 219     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 220     int luma_elim_threshold;
 221     int chroma_elim_threshold;
 222     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 223     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 224     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 225     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 226     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 227
 228     /* sequence parameters */
 229     int context_initialized;
 230     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 231     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 232     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 233     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 234     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 235     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 236     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 237     int b4_stride;             ///< 4*mb_width+1 used for some 4x4 block arrays to allow simple addressing
 238     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 239     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 240     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
 241     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 242     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 243     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 244     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 245
 246     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 247     int ac_pred;
 248     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 249     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 250
 251     /* scantables */
 252     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 253     ScanTable intra_scantable;
 254     ScanTable intra_h_scantable;
 255     ScanTable intra_v_scantable;
 256
 257     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 258      *          offsets used in asm. */
 259
 260     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
 261     /**
 262      * pts difference between the first and second input frame, used for
 263      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
 264     int64_t dts_delta;
 265     /**
 266      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
 267      * a delay */
 268     int64_t reordered_pts;
 269
 270     /** bit output */
 271     PutBitContext pb;
 272
 273     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 274     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 275     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 276     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
 277
 278     /**
 279      * copy of the previous picture structure.
 280      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 281      */
 282     Picture last_picture;
 283
 284     /**
 285      * copy of the next picture structure.
 286      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 287      */
 288     Picture next_picture;
 289
 290     /**
 291      * copy of the source picture structure for encoding.
 292      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 293      */
 294     Picture new_picture;
 295
 296     /**
 297      * copy of the current picture structure.
 298      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 299      */
 300     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 301
 302     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 303     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 304     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 305     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 306     int16_t *dc_val_base;
 307     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 308     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 309     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 310     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 311     uint8_t *coded_block_base;
 312     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 313     int16_t (*ac_val_base)[16];
 314     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 315     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 316     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 317                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 318     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 319     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 320     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 321     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
 322     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 323     uint8_t *obmc_scratchpad;
 324     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 325
 326     int qscale;                 ///< QP
 327     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 328     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 329     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 330     int *lambda_table;
 331     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 332     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 333     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 334     int last_pict_type; //FIXME removes
 335     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 336     int droppable;
 337     int frame_rate_index;
 338     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 339     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 340
 341     /* motion compensation */
 342     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 343     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 344
 345     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
 346     HpelDSPContext hdsp;
 347     VideoDSPContext vdsp;
 348     H263DSPContext h263dsp;
 349     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 350     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 351     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 352     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 353     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 354     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 355     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 356     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 357     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 358     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 359     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 360     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 361     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 362     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 363     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 364     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 365     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 366     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 367     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 368     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 369     int me_method;                       ///< ME algorithm
 370     int mv_dir;
 371 #define MV_DIR_FORWARD   1
 372 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 373 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 374     int mv_type;
 375 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 376 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 377 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 378 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 379 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 380     /**motion vectors for a macroblock
 381        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 382        second "         : depend on type
 383        third  "         : 0 = x, 1 = y
 384     */
 385     int mv[2][4][2];
 386     int field_select[2][2];
 387     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 388     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 389     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 390
 391     MotionEstContext me;
 392
 393     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 394                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 395
 396     /* macroblock layer */
 397     int mb_x, mb_y;
 398     int mb_skip_run;
 399     int mb_intra;
 400     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
 401
 402     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 403     int block_wrap[6];
 404     uint8_t *dest[3];
 405
 406     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 407
 408     /** matrix transmitted in the bitstream */
 409     uint16_t intra_matrix[64];
 410     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 411     uint16_t inter_matrix[64];
 412     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 413 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 414     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 415     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 416     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 417     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 418     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 419     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 420     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 421     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 422     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 423     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 424 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 425
 426     int coded_score[8];
 427
 428     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 429     int (*q_intra_matrix)[64];
 430     int (*q_inter_matrix)[64];
 431     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 432     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 433     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 434
 435     /* noise reduction */
 436     int (*dct_error_sum)[64];
 437     int dct_count[2];
 438     uint16_t (*dct_offset)[64];
 439
 440     void *opaque;              ///< private data for the user
 441
 442     /* bit rate control */
 443     int64_t total_bits;
 444     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 445     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 446     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 447
 448     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 449     int mv_bits;
 450     int header_bits;
 451     int i_tex_bits;
 452     int p_tex_bits;
 453     int i_count;
 454     int f_count;
 455     int b_count;
 456     int skip_count;
 457     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 458     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 459
 460     /* error concealment / resync */
 461     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 462     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 463     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 464     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 465     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 466     int err_recognition;
 467
 468     ParseContext parse_context;
 469
 470     /* H.263 specific */
 471     int gob_index;
 472     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 473     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
 474     int prev_mb_info, last_mb_info;
 475     uint8_t *mb_info_ptr;
 476     int mb_info_size;
 477
 478     /* H.263+ specific */
 479     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 480     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 481     int h263_slice_structured;
 482     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 483     int modified_quant;
 484     int loop_filter;
 485     int custom_pcf;
 486
 487     /* mpeg4 specific */
 488     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
 489     int time_increment_bits;
 490     int last_time_base;
 491     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 492     int64_t time;                   ///< time of current frame
 493     int64_t last_non_b_time;
 494     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 495     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 496     uint16_t pp_field_time;
 497     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 498     int real_sprite_warping_points;
 499     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 500     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 501     int mcsel;
 502     int quant_precision;
 503     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 504     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 505     int sprite_warping_accuracy;
 506     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 507     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 508     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 509     int vo_type;
 510     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
 511     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 512     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 513     int mpeg_quant;
 514     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 515
 516     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 517     int divx_packed;
 518     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 519     int bitstream_buffer_size;
 520     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 521
 522     /* RV10 specific */
 523     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 524     int rv10_first_dc_coded[3];
 525     int orig_width, orig_height;
 526
 527     /* MJPEG specific */
 528     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 529
 530     /* MSMPEG4 specific */
 531     int mv_table_index;
 532     int rl_table_index;
 533     int rl_chroma_table_index;
 534     int dc_table_index;
 535     int use_skip_mb_code;
 536     int slice_height;      ///< in macroblocks
 537     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 538     int flipflop_rounding;
 539     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 540     int per_mb_rl_table;
 541     int esc3_level_length;
 542     int esc3_run_length;
 543     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 544     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 545     int inter_intra_pred;
 546     int mspel;
 547
 548     /* decompression specific */
 549     GetBitContext gb;
 550
 551     /* Mpeg1 specific */
 552     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 553     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 554     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 555
 556     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 557     int progressive_sequence;
 558     int mpeg_f_code[2][2];
 559
 560     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
 561     int picture_structure;
 562
 563     int intra_dc_precision;
 564     int frame_pred_frame_dct;
 565     int top_field_first;
 566     int concealment_motion_vectors;
 567     int q_scale_type;
 568     int intra_vlc_format;
 569     int alternate_scan;
 570     int repeat_first_field;
 571     int chroma_420_type;
 572     int chroma_format;
 573 #define CHROMA_420 1
 574 #define CHROMA_422 2
 575 #define CHROMA_444 3
 576     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 577     int chroma_y_shift;
 578
 579     int progressive_frame;
 580     int full_pel[2];
 581     int interlaced_dct;
 582     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 583     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 584     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 585
 586     /* RTP specific */
 587     int rtp_mode;
 588
 589     uint8_t *ptr_lastgob;
 590     int16_t (*pblocks[12])[64];
 591
 592     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 593     int16_t (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 594     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 595 #define SLICE_OK         0
 596 #define SLICE_ERROR     -1
 597 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 598 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 599
 600     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 601                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 602     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 603                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 604     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 605                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 606     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 607                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 608     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 609                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 610     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 611                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 612     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
 613                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 614     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
 615                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 616     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 617                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 618     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 619                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 620     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 621     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 622     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
 623
 624     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
 625     int quantizer_noise_shaping;
 626
 627     /* temp buffers for rate control */
 628     float *cplx_tab, *bits_tab;
 629
 630     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
 631      * a frame size change */
 632     int context_reinit;
 633
 634     ERContext er;
 635
 636     int error_rate;
 637
 638     /* temporary frames used by b_frame_strategy = 2 */
 639     AVFrame *tmp_frames[MAX_B_FRAMES + 2];
 640 } MpegEncContext;
 641
 642 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx)             \
 643     ((pic && pic >= old_ctx->picture &&                   \
 644       pic < old_ctx->picture + MAX_PICTURE_COUNT) ?  \
 645         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : NULL)
 646
 647 /* mpegvideo_enc common options */
 648 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
 649 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
 650 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
 651 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
 652
 653 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
 654 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 655 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
 656 { "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" },\
 657 { "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" },\
 658 { "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" },\
 659 { "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" },\
 660 { "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" },\
 661 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
 662                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 663 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
 664                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 665 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 666 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
 667                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },
 668
 669 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
 670
 671 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
 672 static const AVClass name ## _class = {\
 673     .class_name = #name " encoder",\
 674     .item_name  = av_default_item_name,\
 675     .option     = ff_mpv_generic_options,\
 676     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
 677 };
 678
 679 /**
 680  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
 681  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
 682  * state of the MpegEncContext.
 683  */
 684 void ff_MPV_common_defaults(MpegEncContext *s);
 685
 686 void ff_MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 687 int ff_MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 688 int ff_MPV_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
 689 void ff_MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 690 void ff_MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
 691 int ff_MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 692 void ff_MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 693 int ff_MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 694 int ff_MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 695 int ff_MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 696                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
 697 void ff_MPV_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 698 void ff_MPV_common_init_x86(MpegEncContext *s);
 699 void ff_MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 700 void ff_MPV_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 701 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 702 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 703 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 704 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p);
 705 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 706 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 707 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, int16_t *block);
 708 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 709 int ff_MPV_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 710 void ff_MPV_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 711 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 712 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 713
 714 /* Error resilience */
 715 void ff_mpeg_er_frame_start(MpegEncContext *s);
 716 void ff_mpeg_set_erpic(ERPicture *dst, Picture *src);
 717
 718 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
 719 void ff_convert_matrix(DSPContext *dsp, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 720                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 721 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
 722
 723 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 724
 725 void ff_MPV_motion(MpegEncContext *s,
 726                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
 727                    uint8_t *dest_cr, int dir,
 728                    uint8_t **ref_picture,
 729                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
 730                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
 731
 732 /**
 733  * Allocate a Picture.
 734  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
 735  */
 736 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 737
 738 /**
 739  * permute block according to permuatation.
 740  * @param last last non zero element in scantable order
 741  */
 742 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
 743
 744 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 745     const int block_size = 8;
 746
 747     s->block_index[0]+=2;
 748     s->block_index[1]+=2;
 749     s->block_index[2]+=2;
 750     s->block_index[3]+=2;
 751     s->block_index[4]++;
 752     s->block_index[5]++;
 753     s->dest[0]+= 2*block_size;
 754     s->dest[1]+= block_size;
 755     s->dest[2]+= block_size;
 756 }
 757
 758 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 759     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 760     const int last= s->last_bits;
 761
 762     s->last_bits = bits;
 763
 764     return bits - last;
 765 }
 766
 767 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 768     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 769     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 770         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 771     };
 772     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 773 }
 774
 775 /* motion_est.c */
 776 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 777                              int mb_x, int mb_y);
 778 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 779                              int mb_x, int mb_y);
 780 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 781 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 782 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 783                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 784 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 785 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 786 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 787                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 788                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 789 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 790                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 791
 792 /* mpeg12.c */
 793 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 794 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
 795
 796 void ff_mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 797 void ff_mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 798                         int16_t block[6][64],
 799                         int motion_x, int motion_y);
 800 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 801 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 802
 803 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 804 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 805
 806 /* rv10.c */
 807 void ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 808 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 809 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 810
 811
 812 /* msmpeg4.c */
 813 void ff_msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 814 void ff_msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 815 void ff_msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 816                           int16_t block[6][64],
 817                           int motion_x, int motion_y);
 818 int ff_msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 819 int ff_msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 820 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 821 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 822 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 823 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 824 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 825 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 826                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 827                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 828                                int motion_x, int motion_y, int h);
 829 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 830 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 831                        int16_t block[6][64],
 832                        int motion_x, int motion_y);
 833
 834 int ff_mpeg_ref_picture(MpegEncContext *s, Picture *dst, Picture *src);
 835 void ff_mpeg_unref_picture(MpegEncContext *s, Picture *picture);
 836 void ff_free_picture_tables(Picture *pic);
 837
 838 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */