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

   1 /*
   2  * Generic DCT based hybrid video encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * mpegvideo header.
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  30
  31 #include <float.h>
  32
  33 #include "avcodec.h"
  34 #include "blockdsp.h"
  35 #include "error_resilience.h"
  36 #include "fdctdsp.h"
  37 #include "get_bits.h"
  38 #include "h264chroma.h"
  39 #include "h263dsp.h"
  40 #include "hpeldsp.h"
  41 #include "idctdsp.h"
  42 #include "me_cmp.h"
  43 #include "motion_est.h"
  44 #include "mpegvideodsp.h"
  45 #include "mpegvideoencdsp.h"
  46 #include "pixblockdsp.h"
  47 #include "put_bits.h"
  48 #include "ratecontrol.h"
  49 #include "parser.h"
  50 #include "mpeg12data.h"
  51 #include "qpeldsp.h"
  52 #include "thread.h"
  53 #include "videodsp.h"
  54
  55 #include "libavutil/opt.h"
  56 #include "libavutil/timecode.h"
  57
  58 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  59
  60 enum OutputFormat {
  61     FMT_MPEG1,
  62     FMT_H261,
  63     FMT_H263,
  64     FMT_MJPEG,
  65 };
  66
  67 #define MAX_FCODE 7
  68
  69 #define MAX_THREADS 32
  70 #define MAX_PICTURE_COUNT 36
  71
  72 #define MAX_B_FRAMES 16
  73
  74 #define ME_MAP_SIZE 64
  75
  76 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  77
  78 #define INPLACE_OFFSET 16
  79
  80 #define EDGE_WIDTH 16
  81
  82 /* Start codes. */
  83 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  84 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  85 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  86 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  87 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  88 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  89 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  90 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  91
  92 /**
  93  * Picture.
  94  */
  95 typedef struct Picture{
  96     struct AVFrame *f;
  97     ThreadFrame tf;
  98
  99     AVBufferRef *qscale_table_buf;
 100     int8_t *qscale_table;
 101
 102     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
 103     int16_t (*motion_val[2])[2];
 104
 105     AVBufferRef *mb_type_buf;
 106     uint32_t *mb_type;          ///< types and macros are defined in mpegutils.h
 107
 108     AVBufferRef *mbskip_table_buf;
 109     uint8_t *mbskip_table;
 110
 111     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
 112     int8_t *ref_index[2];
 113
 114     AVBufferRef *mb_var_buf;
 115     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 116
 117     AVBufferRef *mc_mb_var_buf;
 118     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 119
 120     int alloc_mb_width;         ///< mb_width used to allocate tables
 121     int alloc_mb_height;        ///< mb_height used to allocate tables
 122
 123     AVBufferRef *mb_mean_buf;
 124     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 125
 126     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 127     /**
 128      * hardware accelerator private data
 129      */
 130     void *hwaccel_picture_private;
 131
 132     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
 133
 134     int64_t mb_var_sum;         ///< sum of MB variance for current frame
 135     int64_t mc_mb_var_sum;      ///< motion compensated MB variance for current frame
 136
 137     int b_frame_score;
 138     int needs_realloc;          ///< Picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
 139
 140     int reference;
 141     int shared;
 142
 143     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
 144 } Picture;
 145
 146 /**
 147  * MpegEncContext.
 148  */
 149 typedef struct MpegEncContext {
 150     AVClass *class;
 151
 152     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 153     int ac_pred;
 154     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 155     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 156
 157     /* scantables */
 158     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 159     ScanTable intra_scantable;
 160     ScanTable intra_h_scantable;
 161     ScanTable intra_v_scantable;
 162
 163     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 164      *          offsets used in asm. */
 165
 166     struct AVCodecContext *avctx;
 167     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 168     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 169     int gop_size;
 170     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 171     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 172     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 173     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 174     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 175
 176 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 177     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 178     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 179
 180     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
 181     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 182     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 183     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 184     int luma_elim_threshold;
 185     int chroma_elim_threshold;
 186     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 187     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 188     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 189     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 190
 191     /* sequence parameters */
 192     int context_initialized;
 193     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 194     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 195     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 196     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 197     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 198     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 199     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 200     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 201     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 202     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
 203     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 204     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 205     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 206     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 207
 208     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
 209     /**
 210      * pts difference between the first and second input frame, used for
 211      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
 212     int64_t dts_delta;
 213     /**
 214      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
 215      * a delay */
 216     int64_t reordered_pts;
 217
 218     /** bit output */
 219     PutBitContext pb;
 220
 221     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 222     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 223     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 224     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
 225
 226     /**
 227      * copy of the previous picture structure.
 228      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 229      */
 230     Picture last_picture;
 231
 232     /**
 233      * copy of the next picture structure.
 234      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 235      */
 236     Picture next_picture;
 237
 238     /**
 239      * copy of the source picture structure for encoding.
 240      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 241      */
 242     Picture new_picture;
 243
 244     /**
 245      * copy of the current picture structure.
 246      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 247      */
 248     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 249
 250     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 251     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 252     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 253     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 254     int16_t *dc_val_base;
 255     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 256     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 257     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 258     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 259     uint8_t *coded_block_base;
 260     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 261     int16_t (*ac_val_base)[16];
 262     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 263     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 264     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 265                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 266     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 267     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 268     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 269     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
 270     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 271     uint8_t *obmc_scratchpad;
 272     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 273
 274     int qscale;                 ///< QP
 275     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 276     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 277     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 278     int *lambda_table;
 279     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 280     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 281     int closed_gop;             ///< MPEG1/2 GOP is closed
 282     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 283     int vbv_delay;
 284     int last_pict_type; //FIXME removes
 285     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 286     int droppable;
 287     int frame_rate_index;
 288     AVRational mpeg2_frame_rate_ext;
 289     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 290     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 291
 292     /* motion compensation */
 293     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 294     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 295
 296     BlockDSPContext bdsp;
 297     FDCTDSPContext fdsp;
 298     H264ChromaContext h264chroma;
 299     HpelDSPContext hdsp;
 300     IDCTDSPContext idsp;
 301     MECmpContext mecc;
 302     MpegVideoDSPContext mdsp;
 303     MpegvideoEncDSPContext mpvencdsp;
 304     PixblockDSPContext pdsp;
 305     QpelDSPContext qdsp;
 306     VideoDSPContext vdsp;
 307     H263DSPContext h263dsp;
 308     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 309     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 310     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 311     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 312     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 313     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 314     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 315     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 316     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 317     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 318     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 319     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 320     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 321     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 322     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 323     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 324     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 325     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 326     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 327     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 328     int me_method;                       ///< ME algorithm
 329     int mv_dir;
 330 #define MV_DIR_FORWARD   1
 331 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 332 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 333     int mv_type;
 334 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 335 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 336 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 337 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 338 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 339     /**motion vectors for a macroblock
 340        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 341        second "         : depend on type
 342        third  "         : 0 = x, 1 = y
 343     */
 344     int mv[2][4][2];
 345     int field_select[2][2];
 346     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 347     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 348     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 349
 350     MotionEstContext me;
 351
 352     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 353                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 354
 355     /* macroblock layer */
 356     int mb_x, mb_y;
 357     int mb_skip_run;
 358     int mb_intra;
 359     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
 360
 361     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 362     int block_wrap[6];
 363     uint8_t *dest[3];
 364
 365     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 366
 367     /** matrix transmitted in the bitstream */
 368     uint16_t intra_matrix[64];
 369     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 370     uint16_t inter_matrix[64];
 371     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 372
 373     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 374     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 375     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 376     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 377     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 378     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 379     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 380     uint8_t *intra_chroma_ac_vlc_length;
 381     uint8_t *intra_chroma_ac_vlc_last_length;
 382     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 383     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 384     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 385 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 386
 387     int coded_score[12];
 388
 389     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 390     int (*q_intra_matrix)[64];
 391     int (*q_chroma_intra_matrix)[64];
 392     int (*q_inter_matrix)[64];
 393     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 394     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 395     uint16_t (*q_chroma_intra_matrix16)[2][64];
 396     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 397
 398     /* noise reduction */
 399     int (*dct_error_sum)[64];
 400     int dct_count[2];
 401     uint16_t (*dct_offset)[64];
 402
 403     /* bit rate control */
 404     int64_t total_bits;
 405     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 406     int stuffing_bits;             ///< bits used for stuffing
 407     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 408     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 409
 410     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 411     int mv_bits;
 412     int header_bits;
 413     int i_tex_bits;
 414     int p_tex_bits;
 415     int i_count;
 416     int f_count;
 417     int b_count;
 418     int skip_count;
 419     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 420     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 421
 422     /* error concealment / resync */
 423     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 424     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 425     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 426     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 427     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 428
 429     ParseContext parse_context;
 430
 431     /* H.263 specific */
 432     int gob_index;
 433     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 434     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
 435     int prev_mb_info, last_mb_info;
 436     uint8_t *mb_info_ptr;
 437     int mb_info_size;
 438     int ehc_mode;
 439
 440     /* H.263+ specific */
 441     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 442     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 443     int h263_slice_structured;
 444     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 445     int modified_quant;
 446     int loop_filter;
 447     int custom_pcf;
 448
 449     /* mpeg4 specific */
 450     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
 451     int time_increment_bits;
 452     int last_time_base;
 453     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 454     int64_t time;                   ///< time of current frame
 455     int64_t last_non_b_time;
 456     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 457     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 458     uint16_t pp_field_time;
 459     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 460     int real_sprite_warping_points;
 461     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 462     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 463     int mcsel;
 464     int quant_precision;
 465     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 466     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 467     int sprite_warping_accuracy;
 468     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 469     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 470     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 471     int vo_type;
 472     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 473     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 474     int mpeg_quant;
 475     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 476
 477     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 478     int divx_packed;
 479     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 480     int bitstream_buffer_size;
 481     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 482
 483     /* RV10 specific */
 484     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 485     int rv10_first_dc_coded[3];
 486
 487     /* MJPEG specific */
 488     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 489     int esc_pos;
 490
 491     /* MSMPEG4 specific */
 492     int mv_table_index;
 493     int rl_table_index;
 494     int rl_chroma_table_index;
 495     int dc_table_index;
 496     int use_skip_mb_code;
 497     int slice_height;      ///< in macroblocks
 498     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 499     int flipflop_rounding;
 500     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 501     int per_mb_rl_table;
 502     int esc3_level_length;
 503     int esc3_run_length;
 504     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 505     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 506     int inter_intra_pred;
 507     int mspel;
 508
 509     /* decompression specific */
 510     GetBitContext gb;
 511
 512     /* Mpeg1 specific */
 513     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 514     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 515     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 516
 517     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 518     int progressive_sequence;
 519     int mpeg_f_code[2][2];
 520
 521     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
 522     int picture_structure;
 523
 524     int intra_dc_precision;
 525     int frame_pred_frame_dct;
 526     int top_field_first;
 527     int concealment_motion_vectors;
 528     int q_scale_type;
 529     int intra_vlc_format;
 530     int alternate_scan;
 531     int seq_disp_ext;
 532     int repeat_first_field;
 533     int chroma_420_type;
 534     int chroma_format;
 535 #define CHROMA_420 1
 536 #define CHROMA_422 2
 537 #define CHROMA_444 3
 538     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 539     int chroma_y_shift;
 540
 541     int progressive_frame;
 542     int full_pel[2];
 543     int interlaced_dct;
 544     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 545     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 546     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 547
 548     /* RTP specific */
 549     int rtp_mode;
 550
 551     char *tc_opt_str;        ///< timecode option string
 552     AVTimecode tc;           ///< timecode context
 553
 554     uint8_t *ptr_lastgob;
 555     int swap_uv;             //vcr2 codec is an MPEG-2 variant with U and V swapped
 556     int pack_pblocks;        //xvmc needs to keep blocks without gaps.
 557     int16_t (*pblocks[12])[64];
 558
 559     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 560     int16_t (*blocks)[12][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 561     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 562 #define SLICE_OK         0
 563 #define SLICE_ERROR     -1
 564 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 565 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 566
 567     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 568                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 569     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 570                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 571     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 572                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 573     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 574                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 575     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 576                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 577     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 578                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 579     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 580                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 581     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 582                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 583     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 584     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 585     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
 586
 587     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
 588     int quantizer_noise_shaping;
 589
 590     /**
 591      * ratecontrol qmin qmax limiting method
 592      * 0-> clipping, 1-> use a nice continuous function to limit qscale within qmin/qmax.
 593      */
 594     float rc_qsquish;
 595     float rc_qmod_amp;
 596     int   rc_qmod_freq;
 597     float rc_initial_cplx;
 598     float rc_buffer_aggressivity;
 599     float border_masking;
 600     int lmin, lmax;
 601
 602     char *rc_eq;
 603
 604     /* temp buffers for rate control */
 605     float *cplx_tab, *bits_tab;
 606
 607     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
 608      * a frame size change */
 609     int context_reinit;
 610
 611     ERContext er;
 612
 613     int error_rate;
 614
 615     /* temporary frames used by b_frame_strategy = 2 */
 616     AVFrame *tmp_frames[MAX_B_FRAMES + 2];
 617 } MpegEncContext;
 618
 619 /* mpegvideo_enc common options */
 620 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
 621 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
 622 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
 623 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
 624 #define FF_MPV_FLAG_NAQ          0x0010
 625 #define FF_MPV_FLAG_MV0          0x0020
 626
 627 #ifndef FF_MPV_OFFSET
 628 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
 629 #endif
 630 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 631 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
 632 { "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" },\
 633 { "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" },\
 634 { "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" },\
 635 { "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" },\
 636 { "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" },\
 637 { "naq",            "normalize adaptive quantization",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_NAQ },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 638 { "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" },\
 639 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
 640                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 641 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
 642                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 643 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 644 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
 645                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 646 {"qsquish", "how to keep quantizer between qmin and qmax (0 = clip, 1 = use differentiable function)",                                                                          \
 647                                                                     FF_MPV_OFFSET(rc_qsquish), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, 0, 99, FF_MPV_OPT_FLAGS},                        \
 648 {"rc_qmod_amp", "experimental quantizer modulation",                FF_MPV_OFFSET(rc_qmod_amp), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},           \
 649 {"rc_qmod_freq", "experimental quantizer modulation",               FF_MPV_OFFSET(rc_qmod_freq), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},             \
 650 {"rc_eq", "Set rate control equation. When computing the expression, besides the standard functions "                                                                           \
 651           "defined in the section 'Expression Evaluation', the following functions are available: "                                                                             \
 652           "bits2qp(bits), qp2bits(qp). Also the following constants are available: iTex pTex tex mv "                                                                           \
 653           "fCode iCount mcVar var isI isP isB avgQP qComp avgIITex avgPITex avgPPTex avgBPTex avgTex.",                                                                         \
 654                                                                     FF_MPV_OFFSET(rc_eq), AV_OPT_TYPE_STRING,                           .flags = FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
 655 {"rc_init_cplx", "initial complexity for 1-pass encoding",          FF_MPV_OFFSET(rc_initial_cplx), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},       \
 656 {"rc_buf_aggressivity", "currently useless",                        FF_MPV_OFFSET(rc_buffer_aggressivity), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1.0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS}, \
 657 {"border_mask", "increase the quantizer for macroblocks close to borders", FF_MPV_OFFSET(border_masking), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},    \
 658 {"lmin", "minimum Lagrange factor (VBR)",                           FF_MPV_OFFSET(lmin), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 =  2*FF_QP2LAMBDA }, 0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
 659 {"lmax", "maximum Lagrange factor (VBR)",                           FF_MPV_OFFSET(lmax), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 31*FF_QP2LAMBDA }, 0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
 660
 661 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
 662
 663 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
 664 static const AVClass name ## _class = {\
 665     .class_name = #name " encoder",\
 666     .item_name  = av_default_item_name,\
 667     .option     = ff_mpv_generic_options,\
 668     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
 669 };
 670
 671 /**
 672  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
 673  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
 674  * state of the MpegEncContext.
 675  */
 676 void ff_mpv_common_defaults(MpegEncContext *s);
 677
 678 void ff_dct_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 679
 680 int ff_mpv_common_init(MpegEncContext *s);
 681 void ff_mpv_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 682 void ff_mpv_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 683 void ff_mpv_common_init_neon(MpegEncContext *s);
 684 void ff_mpv_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 685 void ff_mpv_common_init_x86(MpegEncContext *s);
 686
 687 int ff_mpv_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
 688 void ff_mpv_common_end(MpegEncContext *s);
 689
 690 void ff_mpv_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 691 void ff_mpv_decode_init(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 692 void ff_mpv_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
 693 void ff_mpv_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 694
 695 int ff_mpv_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 696 void ff_mpv_frame_end(MpegEncContext *s);
 697
 698 int ff_mpv_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 699
 700 int ff_mpv_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 701 void ff_mpv_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 702
 703 int ff_mpv_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 704 int ff_mpv_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 705                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
 706 int ff_mpv_reallocate_putbitbuffer(MpegEncContext *s, size_t threshold, size_t size_increase);
 707
 708 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 709 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 710 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 711
 712 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p, AVFrame *pict);
 713 void ff_print_debug_info2(AVCodecContext *avctx, AVFrame *pict, uint8_t *mbskip_table,
 714                          uint32_t *mbtype_table, int8_t *qscale_table, int16_t (*motion_val[2])[2],
 715                          int *low_delay,
 716                          int mb_width, int mb_height, int mb_stride, int quarter_sample);
 717
 718 int ff_mpv_export_qp_table(MpegEncContext *s, AVFrame *f, Picture *p, int qp_type);
 719
 720 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 721
 722 int ff_find_unused_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *picture, int shared);
 723 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 724 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 725 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 726
 727 void ff_mpv_idct_init(MpegEncContext *s);
 728 int ff_dct_encode_init(MpegEncContext *s);
 729 void ff_convert_matrix(MpegEncContext *s, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 730                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 731 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
 732
 733 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 734
 735 void ff_mpv_motion(MpegEncContext *s,
 736                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
 737                    uint8_t *dest_cr, int dir,
 738                    uint8_t **ref_picture,
 739                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
 740                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
 741
 742 /**
 743  * Allocate a Picture.
 744  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
 745  */
 746 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 747
 748 /**
 749  * permute block according to permuatation.
 750  * @param last last non zero element in scantable order
 751  */
 752 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
 753
 754 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 755     const int block_size= 8 >> s->avctx->lowres;
 756
 757     s->block_index[0]+=2;
 758     s->block_index[1]+=2;
 759     s->block_index[2]+=2;
 760     s->block_index[3]+=2;
 761     s->block_index[4]++;
 762     s->block_index[5]++;
 763     s->dest[0]+= 2*block_size;
 764     s->dest[1]+= block_size;
 765     s->dest[2]+= block_size;
 766 }
 767
 768 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 769     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 770     const int last= s->last_bits;
 771
 772     s->last_bits = bits;
 773
 774     return bits - last;
 775 }
 776
 777 /* rv10.c */
 778 int ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 779 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 780 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 781
 782 int ff_mpeg_ref_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *dst, Picture *src);
 783 void ff_mpeg_unref_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *picture);
 784 void ff_free_picture_tables(Picture *pic);
 785
 786
 787 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */