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