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 library is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file mpegvideo.h
  23  * mpegvideo header.
  24  */
  25
  26 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  27 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  28
  29 #include "dsputil.h"
  30
  31 #define FRAME_SKIPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  32
  33 enum OutputFormat {
  34     FMT_MPEG1,
  35     FMT_H263,
  36     FMT_MJPEG,
  37     FMT_H264,
  38 };
  39
  40 #define EDGE_WIDTH 16
  41
  42 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  43
  44 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  45 #define QMAT_SHIFT 22
  46
  47 #define MAX_FCODE 7
  48 #define MAX_MV 2048
  49
  50 #define MAX_THREADS 8
  51
  52 #define MAX_PICTURE_COUNT 15
  53
  54 #define ME_MAP_SIZE 64
  55 #define ME_MAP_SHIFT 3
  56 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  57
  58 /* run length table */
  59 #define MAX_RUN    64
  60 #define MAX_LEVEL  64
  61
  62 #define I_TYPE FF_I_TYPE  ///< Intra
  63 #define P_TYPE FF_P_TYPE  ///< Predicted
  64 #define B_TYPE FF_B_TYPE  ///< Bi-dir predicted
  65 #define S_TYPE FF_S_TYPE  ///< S(GMC)-VOP MPEG4
  66 #define SI_TYPE FF_SI_TYPE  ///< Switching Intra
  67 #define SP_TYPE FF_SP_TYPE  ///< Switching Predicted
  68
  69 typedef struct Predictor{
  70     double coeff;
  71     double count;
  72     double decay;
  73 } Predictor;
  74
  75 typedef struct RateControlEntry{
  76     int pict_type;
  77     float qscale;
  78     int mv_bits;
  79     int i_tex_bits;
  80     int p_tex_bits;
  81     int misc_bits;
  82     uint64_t expected_bits;
  83     int new_pict_type;
  84     float new_qscale;
  85     int mc_mb_var_sum;
  86     int mb_var_sum;
  87     int i_count;
  88     int f_code;
  89     int b_code;
  90 }RateControlEntry;
  91
  92 /**
  93  * rate control context.
  94  */
  95 typedef struct RateControlContext{
  96     FILE *stats_file;
  97     int num_entries;              ///< number of RateControlEntries
  98     RateControlEntry *entry;
  99     double buffer_index;          ///< amount of bits in the video/audio buffer
 100     Predictor pred[5];
 101     double short_term_qsum;       ///< sum of recent qscales
 102     double short_term_qcount;     ///< count of recent qscales
 103     double pass1_rc_eq_output_sum;///< sum of the output of the rc equation, this is used for normalization
 104     double pass1_wanted_bits;     ///< bits which should have been outputed by the pass1 code (including complexity init)
 105     double last_qscale;
 106     double last_qscale_for[5];    ///< last qscale for a specific pict type, used for max_diff & ipb factor stuff
 107     int last_mc_mb_var_sum;
 108     int last_mb_var_sum;
 109     uint64_t i_cplx_sum[5];
 110     uint64_t p_cplx_sum[5];
 111     uint64_t mv_bits_sum[5];
 112     uint64_t qscale_sum[5];
 113     int frame_count[5];
 114     int last_non_b_pict_type;
 115 }RateControlContext;
 116
 117 /**
 118  * Scantable.
 119  */
 120 typedef struct ScanTable{
 121     const uint8_t *scantable;
 122     uint8_t permutated[64];
 123     uint8_t raster_end[64];
 124 #ifdef ARCH_POWERPC
 125                 /** Used by dct_quantise_alitvec to find last-non-zero */
 126     uint8_t __align8 inverse[64];
 127 #endif
 128 } ScanTable;
 129
 130 /**
 131  * Picture.
 132  */
 133 typedef struct Picture{
 134     FF_COMMON_FRAME
 135
 136     /**
 137      * halfpel luma planes.
 138      */
 139     uint8_t *interpolated[3];
 140     int16_t (*motion_val_base[2])[2];
 141     uint32_t *mb_type_base;
 142 #define MB_TYPE_INTRA MB_TYPE_INTRA4x4 //default mb_type if theres just one type
 143 #define IS_INTRA4x4(a)   ((a)&MB_TYPE_INTRA4x4)
 144 #define IS_INTRA16x16(a) ((a)&MB_TYPE_INTRA16x16)
 145 #define IS_PCM(a)        ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
 146 #define IS_INTRA(a)      ((a)&7)
 147 #define IS_INTER(a)      ((a)&(MB_TYPE_16x16|MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8))
 148 #define IS_SKIP(a)       ((a)&MB_TYPE_SKIP)
 149 #define IS_INTRA_PCM(a)  ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
 150 #define IS_INTERLACED(a) ((a)&MB_TYPE_INTERLACED)
 151 #define IS_DIRECT(a)     ((a)&MB_TYPE_DIRECT2)
 152 #define IS_GMC(a)        ((a)&MB_TYPE_GMC)
 153 #define IS_16X16(a)      ((a)&MB_TYPE_16x16)
 154 #define IS_16X8(a)       ((a)&MB_TYPE_16x8)
 155 #define IS_8X16(a)       ((a)&MB_TYPE_8x16)
 156 #define IS_8X8(a)        ((a)&MB_TYPE_8x8)
 157 #define IS_SUB_8X8(a)    ((a)&MB_TYPE_16x16) //note reused
 158 #define IS_SUB_8X4(a)    ((a)&MB_TYPE_16x8)  //note reused
 159 #define IS_SUB_4X8(a)    ((a)&MB_TYPE_8x16)  //note reused
 160 #define IS_SUB_4X4(a)    ((a)&MB_TYPE_8x8)   //note reused
 161 #define IS_ACPRED(a)     ((a)&MB_TYPE_ACPRED)
 162 #define IS_QUANT(a)      ((a)&MB_TYPE_QUANT)
 163 #define IS_DIR(a, part, list) ((a) & (MB_TYPE_P0L0<<((part)+2*(list))))
 164 #define USES_LIST(a, list) ((a) & ((MB_TYPE_P0L0|MB_TYPE_P1L0)<<(2*(list)))) ///< does this mb use listX, note doesnt work if subMBs
 165 #define HAS_CBP(a)        ((a)&MB_TYPE_CBP)
 166
 167     int field_poc[2];           ///< h264 top/bottom POC
 168     int poc;                    ///< h264 frame POC
 169     int frame_num;              ///< h264 frame_num
 170     int pic_id;                 ///< h264 pic_num or long_term_pic_idx
 171     int long_ref;               ///< 1->long term reference 0->short term reference
 172
 173     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
 174     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
 175     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 176     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 177     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 178     int32_t *mb_cmp_score;      ///< Table for MB cmp scores, for mb decission FIXME remove
 179     int b_frame_score;          /* */
 180 } Picture;
 181
 182 typedef struct ParseContext{
 183     uint8_t *buffer;
 184     int index;
 185     int last_index;
 186     int buffer_size;
 187     uint32_t state;             ///< contains the last few bytes in MSB order
 188     int frame_start_found;
 189     int overread;               ///< the number of bytes which where irreversibly read from the next frame
 190     int overread_index;         ///< the index into ParseContext.buffer of the overreaded bytes
 191 } ParseContext;
 192
 193 struct MpegEncContext;
 194
 195 /**
 196  * Motion estimation context.
 197  */
 198 typedef struct MotionEstContext{
 199     AVCodecContext *avctx;
 200     int skip;                          ///< set if ME is skiped for the current MB
 201     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last p frame for direct mode ME
 202     int direct_basis_mv[4][2];
 203     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the me algo, so that the ME doesnt need to malloc/free
 204     uint8_t *best_mb;
 205     uint8_t *temp_mb[2];
 206     uint8_t *temp;
 207     int best_bits;
 208     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 209     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 210     int map_generation;
 211     int pre_penalty_factor;
 212     int penalty_factor;
 213     int sub_penalty_factor;
 214     int mb_penalty_factor;
 215     int flags;
 216     int sub_flags;
 217     int mb_flags;
 218     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 219     int dia_size;
 220     int xmin;
 221     int xmax;
 222     int ymin;
 223     int ymax;
 224     int pred_x;
 225     int pred_y;
 226     uint8_t *src[4][4];
 227     uint8_t *ref[4][4];
 228     int stride;
 229     int uvstride;
 230     /* temp variables for picture complexity calculation */
 231     int mc_mb_var_sum_temp;
 232     int mb_var_sum_temp;
 233     int scene_change_score;
 234 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 235     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 236     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 237     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 238     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 239     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 240     uint8_t *current_mv_penalty;
 241     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 242                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 243                                   int src_index, int ref_index,
 244                                   int size, int h);
 245 }MotionEstContext;
 246
 247 /**
 248  * MpegEncContext.
 249  */
 250 typedef struct MpegEncContext {
 251     struct AVCodecContext *avctx;
 252     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 253     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 254     int gop_size;
 255     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 256     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 257     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 258     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 259
 260 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 261     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 262     int h263_msmpeg4; ///< generate MSMPEG4 compatible stream (deprecated, use msmpeg4_version instead)
 263     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 264
 265     int codec_id;     /* see CODEC_ID_xxx */
 266     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 267     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 268     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 269     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 270     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 271     int luma_elim_threshold;
 272     int chroma_elim_threshold;
 273     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 274     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 275     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 276
 277     /** bit output */
 278     PutBitContext pb;
 279
 280     /* sequence parameters */
 281     int context_initialized;
 282     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, shouldnt be used for/by anything else
 283     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, shouldnt be used for/by anything else
 284     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 285     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 286     int b_frames_since_non_b;  ///< used for encoding, relative to not yet reordered input
 287     int64_t user_specified_pts;///< last non zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video()
 288     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 289     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressng of left & top MBs withoutt sig11
 290     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressng
 291     int b4_stride;             ///< 4*mb_width+1 used for some 4x4 block arrays to allow simple addressng
 292     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replicateion)
 293     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 294     int linesize;              ///< line size, in bytes, may be different from width
 295     int uvlinesize;            ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 296     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 297     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 298     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 299
 300     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 301     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 302     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 303
 304     /**
 305      * copy of the previous picture structure.
 306      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 307      */
 308     Picture last_picture;
 309
 310     /**
 311      * copy of the next picture structure.
 312      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 313      */
 314     Picture next_picture;
 315
 316     /**
 317      * copy of the source picture structure for encoding.
 318      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 319      */
 320     Picture new_picture;
 321
 322     /**
 323      * copy of the current picture structure.
 324      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 325      */
 326     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 327
 328     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 329     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 330     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 331     uint8_t *visualization_buffer[3]; //< temporary buffer vor MV visualization
 332     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 333     int16_t *dc_val_base;
 334     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 335     int16_t dc_cache[4*5];
 336     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 337     uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 338     uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 339     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 340     uint8_t *coded_block_base;
 341     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 342     int16_t (*ac_val_base)[16];
 343     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 344     int ac_pred;
 345     uint8_t *prev_pict_types;     ///< previous picture types in bitstream order, used for mb skip
 346 #define PREV_PICT_TYPES_BUFFER_SIZE 256
 347     int mb_skiped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 348     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 349                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 350     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 351     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 352     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 353     uint8_t *allocated_edge_emu_buffer;
 354     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< points into the middle of allocated_edge_emu_buffer
 355     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scartchpad for rate distortion mb decission
 356     uint8_t *obmc_scratchpad;
 357     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 358
 359     int qscale;                 ///< QP
 360     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 361     int lambda;                 ///< lagrange multipler used in rate distortion
 362     int lambda2;                ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 363     int *lambda_table;
 364     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 365     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 366     int pict_type;              ///< I_TYPE, P_TYPE, B_TYPE, ...
 367     int last_pict_type; //FIXME removes
 368     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 369     int dropable;
 370     int frame_rate_index;
 371     int frame_rate_ext_n;       ///< MPEG-2 specific framerate modificators (numerator)
 372     int frame_rate_ext_d;       ///< MPEG-2 specific framerate modificators (denominator)
 373
 374     /* motion compensation */
 375     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 376     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 377     int decode;                 ///< if 0 then decoding will be skiped (for encoding b frames for example)
 378
 379     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp fucntions
 380     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 381     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 382     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 383     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 384     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 385     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 386     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 387     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 388     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 389     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 390     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 391     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 392     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 393     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 394     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 395     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 396     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 397     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 398     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 399     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 400     int me_method;                       ///< ME algorithm
 401     int mv_dir;
 402 #define MV_DIR_BACKWARD  1
 403 #define MV_DIR_FORWARD   2
 404 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 405     int mv_type;
 406 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 407 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 408 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 409 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 410 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 411     /**motion vectors for a macroblock
 412        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 413        second "         : depend on type
 414        third  "         : 0 = x, 1 = y
 415     */
 416     int mv[2][4][2];
 417     int field_select[2][2];
 418     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 419     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 420
 421     MotionEstContext me;
 422
 423     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 424                         for b-frames rounding mode is allways 0 */
 425
 426     int hurry_up;     /**< when set to 1 during decoding, b frames will be skiped
 427                          when set to 2 idct/dequant will be skipped too */
 428
 429     /* macroblock layer */
 430     int mb_x, mb_y;
 431     int mb_skip_run;
 432     int mb_intra;
 433     uint16_t *mb_type;           ///< Table for candidate MB types for encoding
 434 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTRA    0x01
 435 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER    0x02
 436 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER4V  0x04
 437 #define CANDIDATE_MB_TYPE_SKIPED   0x08
 438 //#define MB_TYPE_GMC      0x10
 439
 440 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT   0x10
 441 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD  0x20
 442 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD 0x40
 443 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR    0x80
 444
 445 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER_I    0x100
 446 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD_I  0x200
 447 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD_I 0x400
 448 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR_I    0x800
 449
 450     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 451     int block_wrap[6];
 452     uint8_t *dest[3];
 453
 454     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 455
 456     /** matrix transmitted in the bitstream */
 457     uint16_t intra_matrix[64];
 458     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 459     uint16_t inter_matrix[64];
 460     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 461 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 462     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 463     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 464     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 465     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 466     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 467     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 468     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 469     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 470     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 471     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 472     uint8_t *chroma_dc_vlc_length;
 473 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 474
 475     int coded_score[6];
 476
 477     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 478     int (*q_intra_matrix)[64];
 479     int (*q_inter_matrix)[64];
 480     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 481     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 482     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 483     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 484     /* scantables */
 485     ScanTable __align8 intra_scantable;
 486     ScanTable intra_h_scantable;
 487     ScanTable intra_v_scantable;
 488     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 489
 490     /* noise reduction */
 491     int (*dct_error_sum)[64];
 492     int dct_count[2];
 493     uint16_t (*dct_offset)[64];
 494
 495     void *opaque;              ///< private data for the user
 496
 497     /* bit rate control */
 498     int64_t wanted_bits;
 499     int64_t total_bits;
 500     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 501     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 502
 503     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 504     int mv_bits;
 505     int header_bits;
 506     int i_tex_bits;
 507     int p_tex_bits;
 508     int i_count;
 509     int f_count;
 510     int b_count;
 511     int skip_count;
 512     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 513     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 514
 515     /* error concealment / resync */
 516     int error_count;
 517     uint8_t *error_status_table;       ///< table of the error status of each MB
 518 #define VP_START            1          ///< current MB is the first after a resync marker
 519 #define AC_ERROR            2
 520 #define DC_ERROR            4
 521 #define MV_ERROR            8
 522 #define AC_END              16
 523 #define DC_END              32
 524 #define MV_END              64
 525 //FIXME some prefix?
 526
 527     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 528     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 529     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 530     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 531     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 532     int error_resilience;
 533
 534     ParseContext parse_context;
 535
 536     /* H.263 specific */
 537     int gob_index;
 538     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 539
 540     /* H.263+ specific */
 541     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 542     int h263_aic;                   ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 543     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 544     int h263_slice_structured;
 545     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 546     int modified_quant;
 547     int loop_filter;
 548     int custom_pcf;
 549
 550     /* mpeg4 specific */
 551     int time_increment_resolution;
 552     int time_increment_bits;        ///< number of bits to represent the fractional part of time
 553     int last_time_base;
 554     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 555     int64_t time;                   ///< time of current frame
 556     int64_t last_non_b_time;
 557     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 558     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 559     uint16_t pp_field_time;
 560     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 561     int shape;
 562     int vol_sprite_usage;
 563     int sprite_width;
 564     int sprite_height;
 565     int sprite_left;
 566     int sprite_top;
 567     int sprite_brightness_change;
 568     int num_sprite_warping_points;
 569     int real_sprite_warping_points;
 570     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 571     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 572     int sprite_shift[2];             ///< sprite shift [isChroma]
 573     int mcsel;
 574     int quant_precision;
 575     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 576     int scalability;
 577     int hierachy_type;
 578     int enhancement_type;
 579     int new_pred;
 580     int reduced_res_vop;
 581     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 582     int sprite_warping_accuracy;
 583     int low_latency_sprite;
 584     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 585     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 586     int rvlc;                        ///< reversible vlc
 587     int resync_marker;               ///< could this stream contain resync markers
 588     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 589     int vo_type;
 590     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
 591     int intra_dc_threshold;          ///< QP above whch the ac VLC should be used for intra dc
 592     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 593     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 594     int mpeg_quant;
 595     int t_frame;                       ///< time distance of first I -> B, used for interlaced b frames
 596     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 597
 598     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 599     int divx_version;
 600     int divx_build;
 601     int divx_packed;
 602 #define BITSTREAM_BUFFER_SIZE 1024*256
 603     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 604     int bitstream_buffer_size;
 605
 606     int xvid_build;
 607
 608     /* lavc specific stuff, used to workaround bugs in libavcodec */
 609     int ffmpeg_version;
 610     int lavc_build;
 611
 612     /* RV10 specific */
 613     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 614     int rv10_first_dc_coded[3];
 615
 616     /* MJPEG specific */
 617     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 618     int mjpeg_vsample[3];       ///< vertical sampling factors, default = {2, 1, 1}
 619     int mjpeg_hsample[3];       ///< horizontal sampling factors, default = {2, 1, 1}
 620     int mjpeg_write_tables;     ///< do we want to have quantisation- and huffmantables in the jpeg file ?
 621     int mjpeg_data_only_frames; ///< frames only with SOI, SOS and EOI markers
 622
 623     /* MSMPEG4 specific */
 624     int mv_table_index;
 625     int rl_table_index;
 626     int rl_chroma_table_index;
 627     int dc_table_index;
 628     int use_skip_mb_code;
 629     int slice_height;      ///< in macroblocks
 630     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 631     int flipflop_rounding;
 632     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 633     int per_mb_rl_table;
 634     int esc3_level_length;
 635     int esc3_run_length;
 636     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 637     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 638     int inter_intra_pred;
 639     int mspel;
 640
 641     /* decompression specific */
 642     GetBitContext gb;
 643
 644     /* Mpeg1 specific */
 645     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 646     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 647     int broken_link;         ///< no_output_of_prior_pics_flag
 648     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 649
 650     /* MPEG2 specific - I wish I had not to support this mess. */
 651     int progressive_sequence;
 652     int mpeg_f_code[2][2];
 653     int picture_structure;
 654 /* picture type */
 655 #define PICT_TOP_FIELD     1
 656 #define PICT_BOTTOM_FIELD  2
 657 #define PICT_FRAME         3
 658
 659     int intra_dc_precision;
 660     int frame_pred_frame_dct;
 661     int top_field_first;
 662     int concealment_motion_vectors;
 663     int q_scale_type;
 664     int intra_vlc_format;
 665     int alternate_scan;
 666     int repeat_first_field;
 667     int chroma_420_type;
 668     int chroma_format;
 669 #define CHROMA_420 1
 670 #define CHROMA_422 2
 671 #define CHROMA_444 3
 672
 673     int progressive_frame;
 674     int full_pel[2];
 675     int interlaced_dct;
 676     int first_slice;
 677     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 678
 679     /* RTP specific */
 680     int rtp_mode;
 681
 682     uint8_t *ptr_lastgob;
 683     int swap_uv;//vcr2 codec is mpeg2 varint with UV swaped
 684     short * pblocks[12];
 685
 686     DCTELEM (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 687     DCTELEM (*blocks)[6][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 688     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 689 #define SLICE_OK         0
 690 #define SLICE_ERROR     -1
 691 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 692 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 693
 694     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 695                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 696     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 697                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 698     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 699                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 700     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 701                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 702     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 703                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 704     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 705                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 706     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 707                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 708     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 709                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 710     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 711     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 712     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 713 } MpegEncContext;
 714
 715
 716 int DCT_common_init(MpegEncContext *s);
 717 void MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 718 int MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 719 void MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 720 void MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64]);
 721 int MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 722 void MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 723 int MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 724 int MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 725 int MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, unsigned char *buf, int buf_size, void *data);
 726 #ifdef HAVE_MMX
 727 void MPV_common_init_mmx(MpegEncContext *s);
 728 #endif
 729 #ifdef ARCH_ALPHA
 730 void MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 731 #endif
 732 #ifdef HAVE_MLIB
 733 void MPV_common_init_mlib(MpegEncContext *s);
 734 #endif
 735 #ifdef HAVE_MMI
 736 void MPV_common_init_mmi(MpegEncContext *s);
 737 #endif
 738 #ifdef ARCH_ARMV4L
 739 void MPV_common_init_armv4l(MpegEncContext *s);
 740 #endif
 741 #ifdef ARCH_POWERPC
 742 void MPV_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 743 #endif
 744 extern void (*draw_edges)(uint8_t *buf, int wrap, int width, int height, int w);
 745 void ff_copy_bits(PutBitContext *pb, uint8_t *src, int length);
 746 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 747 void ff_init_scantable(uint8_t *, ScanTable *st, const uint8_t *src_scantable);
 748 void ff_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 749 void ff_emulated_edge_mc(uint8_t *buf, uint8_t *src, int linesize, int block_w, int block_h,
 750                                     int src_x, int src_y, int w, int h);
 751 #define END_NOT_FOUND -100
 752 int ff_combine_frame(ParseContext *pc, int next, uint8_t **buf, int *buf_size);
 753 void ff_parse_close(AVCodecParserContext *s);
 754 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 755 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, AVFrame *pict);
 756 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, int16_t *matrix);
 757 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 758 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 759 void ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 760
 761 void ff_er_frame_start(MpegEncContext *s);
 762 void ff_er_frame_end(MpegEncContext *s);
 763 void ff_er_add_slice(MpegEncContext *s, int startx, int starty, int endx, int endy, int status);
 764
 765
 766 extern enum PixelFormat ff_yuv420p_list[2];
 767
 768 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 769
 770 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 771     s->block_index[0]+=2;
 772     s->block_index[1]+=2;
 773     s->block_index[2]+=2;
 774     s->block_index[3]+=2;
 775     s->block_index[4]++;
 776     s->block_index[5]++;
 777     s->dest[0]+= 16;
 778     s->dest[1]+= 8;
 779     s->dest[2]+= 8;
 780 }
 781
 782 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 783     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 784     const int last= s->last_bits;
 785
 786     s->last_bits = bits;
 787
 788     return bits - last;
 789 }
 790
 791 /* motion_est.c */
 792 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 793                              int mb_x, int mb_y);
 794 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 795                              int mb_x, int mb_y);
 796 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 797 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 798 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 799                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 800 void ff_init_me(MpegEncContext *s);
 801 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 802
 803
 804 /* mpeg12.c */
 805 extern const int16_t ff_mpeg1_default_intra_matrix[64];
 806 extern const int16_t ff_mpeg1_default_non_intra_matrix[64];
 807 extern uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 808
 809 void mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 810 void mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 811                      DCTELEM block[6][64],
 812                      int motion_x, int motion_y);
 813 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 814 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 815 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s);
 816
 817
 818 /** RLTable. */
 819 typedef struct RLTable {
 820     int n;                         ///< number of entries of table_vlc minus 1
 821     int last;                      ///< number of values for last = 0
 822     const uint16_t (*table_vlc)[2];
 823     const int8_t *table_run;
 824     const int8_t *table_level;
 825     uint8_t *index_run[2];         ///< encoding only
 826     int8_t *max_level[2];          ///< encoding & decoding
 827     int8_t *max_run[2];            ///< encoding & decoding
 828     VLC vlc;                       ///< decoding only deprected FIXME remove
 829     RL_VLC_ELEM *rl_vlc[32];       ///< decoding only
 830 } RLTable;
 831
 832 void init_rl(RLTable *rl);
 833 void init_vlc_rl(RLTable *rl);
 834
 835 static inline int get_rl_index(const RLTable *rl, int last, int run, int level)
 836 {
 837     int index;
 838     index = rl->index_run[last][run];
 839     if (index >= rl->n)
 840         return rl->n;
 841     if (level > rl->max_level[last][run])
 842         return rl->n;
 843     return index + level - 1;
 844 }
 845
 846 extern uint8_t ff_mpeg4_y_dc_scale_table[32];
 847 extern uint8_t ff_mpeg4_c_dc_scale_table[32];
 848 extern uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 849 extern const int16_t ff_mpeg4_default_intra_matrix[64];
 850 extern const int16_t ff_mpeg4_default_non_intra_matrix[64];
 851 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 852 extern const uint8_t ff_h263_loop_filter_strength[32];
 853
 854
 855 int ff_h263_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 856 int ff_h263_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 857                              void *data, int *data_size,
 858                              uint8_t *buf, int buf_size);
 859 int ff_h263_decode_end(AVCodecContext *avctx);
 860 void h263_encode_mb(MpegEncContext *s,
 861                     DCTELEM block[6][64],
 862                     int motion_x, int motion_y);
 863 void mpeg4_encode_mb(MpegEncContext *s,
 864                     DCTELEM block[6][64],
 865                     int motion_x, int motion_y);
 866 void h263_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 867 void ff_flv_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 868 void h263_encode_gob_header(MpegEncContext * s, int mb_line);
 869 int16_t *h263_pred_motion(MpegEncContext * s, int block, int dir,
 870                         int *px, int *py);
 871 void mpeg4_pred_ac(MpegEncContext * s, DCTELEM *block, int n,
 872                    int dir);
 873 void ff_set_mpeg4_time(MpegEncContext * s, int picture_number);
 874 void mpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 875 void h263_encode_init(MpegEncContext *s);
 876 void h263_decode_init_vlc(MpegEncContext *s);
 877 int h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
 878 int ff_h263_decode_gob_header(MpegEncContext *s);
 879 int ff_mpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s, GetBitContext *gb);
 880 void ff_h263_update_motion_val(MpegEncContext * s);
 881 void ff_h263_loop_filter(MpegEncContext * s);
 882 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 883 int ff_h263_decode_mba(MpegEncContext *s);
 884 void ff_h263_encode_mba(MpegEncContext *s);
 885
 886 int intel_h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
 887 int flv_h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
 888 int ff_h263_decode_mb(MpegEncContext *s,
 889                       DCTELEM block[6][64]);
 890 int ff_mpeg4_decode_mb(MpegEncContext *s,
 891                       DCTELEM block[6][64]);
 892 int h263_get_picture_format(int width, int height);
 893 void ff_mpeg4_encode_video_packet_header(MpegEncContext *s);
 894 void ff_mpeg4_clean_buffers(MpegEncContext *s);
 895 void ff_mpeg4_stuffing(PutBitContext * pbc);
 896 void ff_mpeg4_init_partitions(MpegEncContext *s);
 897 void ff_mpeg4_merge_partitions(MpegEncContext *s);
 898 void ff_clean_mpeg4_qscales(MpegEncContext *s);
 899 void ff_clean_h263_qscales(MpegEncContext *s);
 900 int ff_mpeg4_decode_partitions(MpegEncContext *s);
 901 int ff_mpeg4_get_video_packet_prefix_length(MpegEncContext *s);
 902 int ff_h263_resync(MpegEncContext *s);
 903 int ff_h263_get_gob_height(MpegEncContext *s);
 904 int ff_mpeg4_set_direct_mv(MpegEncContext *s, int mx, int my);
 905 inline int ff_h263_round_chroma(int x);
 906 void ff_h263_encode_motion(MpegEncContext * s, int val, int f_code);
 907
 908
 909 /* rv10.c */
 910 void rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 911 int rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 912
 913
 914 /* msmpeg4.c */
 915 void msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 916 void msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 917 void msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 918                        DCTELEM block[6][64],
 919                        int motion_x, int motion_y);
 920 int msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 921 int msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 922 int ff_msmpeg4_decode_init(MpegEncContext *s);
 923 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 924 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 925 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 926 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 927 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 928                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 929                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 930                                int motion_x, int motion_y, int h);
 931 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 932 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 933                        DCTELEM block[6][64],
 934                        int motion_x, int motion_y);
 935
 936 /* mjpeg.c */
 937 int mjpeg_init(MpegEncContext *s);
 938 void mjpeg_close(MpegEncContext *s);
 939 void mjpeg_encode_mb(MpegEncContext *s,
 940                      DCTELEM block[6][64]);
 941 void mjpeg_picture_header(MpegEncContext *s);
 942 void mjpeg_picture_trailer(MpegEncContext *s);
 943 void ff_mjpeg_stuffing(PutBitContext * pbc);
 944
 945
 946 /* rate control */
 947 int ff_rate_control_init(MpegEncContext *s);
 948 float ff_rate_estimate_qscale(MpegEncContext *s);
 949 void ff_write_pass1_stats(MpegEncContext *s);
 950 void ff_rate_control_uninit(MpegEncContext *s);
 951 double ff_eval(char *s, double *const_value, const char **const_name,
 952                double (**func1)(void *, double), const char **func1_name,
 953                double (**func2)(void *, double, double), char **func2_name,
 954                void *opaque);
 955 int ff_vbv_update(MpegEncContext *s, int frame_size);
 956
 957
 958 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */