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 "avcodec.h"
  32 #include "blockdsp.h"
  33 #include "dsputil.h"
  34 #include "error_resilience.h"
  35 #include "fdctdsp.h"
  36 #include "get_bits.h"
  37 #include "h264chroma.h"
  38 #include "h263dsp.h"
  39 #include "hpeldsp.h"
  40 #include "idctdsp.h"
  41 #include "mpegvideodsp.h"
  42 #include "mpegvideoencdsp.h"
  43 #include "put_bits.h"
  44 #include "ratecontrol.h"
  45 #include "parser.h"
  46 #include "mpeg12data.h"
  47 #include "qpeldsp.h"
  48 #include "rl.h"
  49 #include "thread.h"
  50 #include "videodsp.h"
  51
  52 #include "libavutil/opt.h"
  53 #include "libavutil/timecode.h"
  54
  55 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  56
  57 enum OutputFormat {
  58     FMT_MPEG1,
  59     FMT_H261,
  60     FMT_H263,
  61     FMT_MJPEG,
  62 };
  63
  64 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  65
  66 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  67 #define QMAT_SHIFT 21
  68
  69 #define MAX_FCODE 7
  70 #define MAX_MV 4096
  71
  72 #define MAX_THREADS 32
  73 #define MAX_PICTURE_COUNT 36
  74
  75 #define MAX_B_FRAMES 16
  76
  77 #define ME_MAP_SIZE 64
  78 #define ME_MAP_SHIFT 3
  79 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  80
  81 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  82
  83 #define INPLACE_OFFSET 16
  84
  85 #define EDGE_WIDTH 16
  86
  87 /* Start codes. */
  88 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  89 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  90 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  91 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  92 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  93 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  94 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  95 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  96
  97 /* encoding scans */
  98 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  99 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
 100
 101 struct MpegEncContext;
 102
 103 /**
 104  * Picture.
 105  */
 106 typedef struct Picture{
 107     struct AVFrame *f;
 108     ThreadFrame tf;
 109
 110     AVBufferRef *qscale_table_buf;
 111     int8_t *qscale_table;
 112
 113     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
 114     int16_t (*motion_val[2])[2];
 115
 116     AVBufferRef *mb_type_buf;
 117     uint32_t *mb_type;          ///< types and macros are defined in mpegutils.h
 118
 119     AVBufferRef *mbskip_table_buf;
 120     uint8_t *mbskip_table;
 121
 122     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
 123     int8_t *ref_index[2];
 124
 125     AVBufferRef *mb_var_buf;
 126     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 127
 128     AVBufferRef *mc_mb_var_buf;
 129     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 130
 131     int alloc_mb_width;         ///< mb_width used to allocate tables
 132     int alloc_mb_height;        ///< mb_height used to allocate tables
 133
 134     AVBufferRef *mb_mean_buf;
 135     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 136
 137     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 138     /**
 139      * hardware accelerator private data
 140      */
 141     void *hwaccel_picture_private;
 142
 143     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
 144
 145     int64_t mb_var_sum;         ///< sum of MB variance for current frame
 146     int64_t mc_mb_var_sum;      ///< motion compensated MB variance for current frame
 147
 148     int b_frame_score;
 149     int needs_realloc;          ///< Picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
 150
 151     int reference;
 152     int shared;
 153
 154     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
 155 } Picture;
 156
 157 /**
 158  * Motion estimation context.
 159  */
 160 typedef struct MotionEstContext{
 161     AVCodecContext *avctx;
 162     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
 163     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
 164     int direct_basis_mv[4][2];
 165     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
 166     uint8_t *best_mb;
 167     uint8_t *temp_mb[2];
 168     uint8_t *temp;
 169     int best_bits;
 170     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 171     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 172     unsigned map_generation;
 173     int pre_penalty_factor;
 174     int penalty_factor;                /**< an estimate of the bits required to
 175                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
 176                                         more bits than (0,0). We have to
 177                                         estimate whether any reduction in
 178                                         residual is worth the extra bits. */
 179     int sub_penalty_factor;
 180     int mb_penalty_factor;
 181     int flags;
 182     int sub_flags;
 183     int mb_flags;
 184     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 185     int dia_size;
 186     int xmin;
 187     int xmax;
 188     int ymin;
 189     int ymax;
 190     int pred_x;
 191     int pred_y;
 192     uint8_t *src[4][4];
 193     uint8_t *ref[4][4];
 194     int stride;
 195     int uvstride;
 196     /* temp variables for picture complexity calculation */
 197     int64_t mc_mb_var_sum_temp;
 198     int64_t mb_var_sum_temp;
 199     int scene_change_score;
 200 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 201     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 202     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 203     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 204     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 205     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 206     uint8_t *current_mv_penalty;
 207     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 208                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 209                                   int src_index, int ref_index,
 210                                   int size, int h);
 211 }MotionEstContext;
 212
 213 /**
 214  * MpegEncContext.
 215  */
 216 typedef struct MpegEncContext {
 217     AVClass *class;
 218
 219     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 220     int ac_pred;
 221     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 222     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 223
 224     /* scantables */
 225     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 226     ScanTable intra_scantable;
 227     ScanTable intra_h_scantable;
 228     ScanTable intra_v_scantable;
 229
 230     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 231      *          offsets used in asm. */
 232
 233     struct AVCodecContext *avctx;
 234     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 235     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 236     int gop_size;
 237     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 238     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 239     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 240     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 241     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 242
 243 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 244     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 245     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 246
 247     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
 248     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 249     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 250     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 251     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 252     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 253     int luma_elim_threshold;
 254     int chroma_elim_threshold;
 255     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 256     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 257     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 258     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 259     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 260
 261     /* sequence parameters */
 262     int context_initialized;
 263     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 264     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 265     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 266     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 267     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 268     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 269     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 270     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 271     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 272     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
 273     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 274     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 275     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 276     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 277
 278     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
 279     /**
 280      * pts difference between the first and second input frame, used for
 281      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
 282     int64_t dts_delta;
 283     /**
 284      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
 285      * a delay */
 286     int64_t reordered_pts;
 287
 288     /** bit output */
 289     PutBitContext pb;
 290
 291     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 292     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 293     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 294     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
 295
 296     /**
 297      * copy of the previous picture structure.
 298      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 299      */
 300     Picture last_picture;
 301
 302     /**
 303      * copy of the next picture structure.
 304      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 305      */
 306     Picture next_picture;
 307
 308     /**
 309      * copy of the source picture structure for encoding.
 310      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 311      */
 312     Picture new_picture;
 313
 314     /**
 315      * copy of the current picture structure.
 316      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 317      */
 318     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 319
 320     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 321     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 322     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 323     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 324     int16_t *dc_val_base;
 325     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 326     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 327     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 328     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 329     uint8_t *coded_block_base;
 330     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 331     int16_t (*ac_val_base)[16];
 332     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 333     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 334     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 335                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 336     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 337     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 338     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 339     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
 340     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 341     uint8_t *obmc_scratchpad;
 342     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 343
 344     int qscale;                 ///< QP
 345     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 346     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 347     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 348     int *lambda_table;
 349     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 350     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 351     int closed_gop;             ///< MPEG1/2 GOP is closed
 352     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 353     int vbv_delay;
 354     int last_pict_type; //FIXME removes
 355     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 356     int droppable;
 357     int frame_rate_index;
 358     AVRational mpeg2_frame_rate_ext;
 359     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 360     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 361
 362     /* motion compensation */
 363     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 364     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 365
 366     BlockDSPContext bdsp;
 367     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
 368     FDCTDSPContext fdsp;
 369     H264ChromaContext h264chroma;
 370     HpelDSPContext hdsp;
 371     IDCTDSPContext idsp;
 372     MpegVideoDSPContext mdsp;
 373     MpegvideoEncDSPContext mpvencdsp;
 374     QpelDSPContext qdsp;
 375     VideoDSPContext vdsp;
 376     H263DSPContext h263dsp;
 377     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 378     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 379     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 380     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 381     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 382     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 383     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 384     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 385     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 386     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 387     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 388     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 389     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 390     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 391     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 392     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 393     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 394     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 395     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 396     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 397     int me_method;                       ///< ME algorithm
 398     int mv_dir;
 399 #define MV_DIR_FORWARD   1
 400 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 401 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 402     int mv_type;
 403 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 404 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 405 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 406 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 407 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 408     /**motion vectors for a macroblock
 409        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 410        second "         : depend on type
 411        third  "         : 0 = x, 1 = y
 412     */
 413     int mv[2][4][2];
 414     int field_select[2][2];
 415     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 416     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 417     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 418
 419     MotionEstContext me;
 420
 421     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 422                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 423
 424     /* macroblock layer */
 425     int mb_x, mb_y;
 426     int mb_skip_run;
 427     int mb_intra;
 428     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
 429
 430     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 431     int block_wrap[6];
 432     uint8_t *dest[3];
 433
 434     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 435
 436     /** matrix transmitted in the bitstream */
 437     uint16_t intra_matrix[64];
 438     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 439     uint16_t inter_matrix[64];
 440     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 441 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 442     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 443     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 444     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 445     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 446     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 447     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 448     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 449     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 450     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 451     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 452 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 453
 454     int coded_score[12];
 455
 456     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 457     int (*q_intra_matrix)[64];
 458     int (*q_chroma_intra_matrix)[64];
 459     int (*q_inter_matrix)[64];
 460     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 461     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 462     uint16_t (*q_chroma_intra_matrix16)[2][64];
 463     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 464
 465     /* noise reduction */
 466     int (*dct_error_sum)[64];
 467     int dct_count[2];
 468     uint16_t (*dct_offset)[64];
 469
 470     void *opaque;              ///< private data for the user
 471
 472     /* bit rate control */
 473     int64_t total_bits;
 474     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 475     int stuffing_bits;             ///< bits used for stuffing
 476     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 477     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 478
 479     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 480     int mv_bits;
 481     int header_bits;
 482     int i_tex_bits;
 483     int p_tex_bits;
 484     int i_count;
 485     int f_count;
 486     int b_count;
 487     int skip_count;
 488     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 489     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 490
 491     /* error concealment / resync */
 492     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 493     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 494     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 495     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 496     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 497     int err_recognition;
 498
 499     ParseContext parse_context;
 500
 501     /* H.263 specific */
 502     int gob_index;
 503     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 504     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
 505     int prev_mb_info, last_mb_info;
 506     uint8_t *mb_info_ptr;
 507     int mb_info_size;
 508     int ehc_mode;
 509
 510     /* H.263+ specific */
 511     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 512     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 513     int h263_slice_structured;
 514     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 515     int modified_quant;
 516     int loop_filter;
 517     int custom_pcf;
 518
 519     /* mpeg4 specific */
 520     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
 521     int time_increment_bits;
 522     int last_time_base;
 523     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 524     int64_t time;                   ///< time of current frame
 525     int64_t last_non_b_time;
 526     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 527     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 528     uint16_t pp_field_time;
 529     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 530     int real_sprite_warping_points;
 531     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 532     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 533     int mcsel;
 534     int quant_precision;
 535     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 536     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 537     int sprite_warping_accuracy;
 538     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 539     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 540     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 541     int vo_type;
 542     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
 543     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 544     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 545     int mpeg_quant;
 546     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 547
 548     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 549     int divx_packed;
 550     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 551     int bitstream_buffer_size;
 552     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 553
 554     /* RV10 specific */
 555     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 556     int rv10_first_dc_coded[3];
 557     int orig_width, orig_height;
 558
 559     /* MJPEG specific */
 560     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 561     int esc_pos;
 562
 563     /* MSMPEG4 specific */
 564     int mv_table_index;
 565     int rl_table_index;
 566     int rl_chroma_table_index;
 567     int dc_table_index;
 568     int use_skip_mb_code;
 569     int slice_height;      ///< in macroblocks
 570     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 571     int flipflop_rounding;
 572     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 573     int per_mb_rl_table;
 574     int esc3_level_length;
 575     int esc3_run_length;
 576     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 577     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 578     int inter_intra_pred;
 579     int mspel;
 580
 581     /* decompression specific */
 582     GetBitContext gb;
 583
 584     /* Mpeg1 specific */
 585     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 586     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 587     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 588
 589     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 590     int progressive_sequence;
 591     int mpeg_f_code[2][2];
 592
 593     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
 594     int picture_structure;
 595
 596     int intra_dc_precision;
 597     int frame_pred_frame_dct;
 598     int top_field_first;
 599     int concealment_motion_vectors;
 600     int q_scale_type;
 601     int intra_vlc_format;
 602     int alternate_scan;
 603     int seq_disp_ext;
 604     int repeat_first_field;
 605     int chroma_420_type;
 606     int chroma_format;
 607 #define CHROMA_420 1
 608 #define CHROMA_422 2
 609 #define CHROMA_444 3
 610     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 611     int chroma_y_shift;
 612
 613     int progressive_frame;
 614     int full_pel[2];
 615     int interlaced_dct;
 616     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 617     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 618     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 619
 620     /* RTP specific */
 621     int rtp_mode;
 622
 623     char *tc_opt_str;        ///< timecode option string
 624     AVTimecode tc;           ///< timecode context
 625
 626     uint8_t *ptr_lastgob;
 627     int swap_uv;             //vcr2 codec is an MPEG-2 variant with U and V swapped
 628     int pack_pblocks;        //xvmc needs to keep blocks without gaps.
 629     int16_t (*pblocks[12])[64];
 630
 631     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 632     int16_t (*blocks)[12][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 633     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 634 #define SLICE_OK         0
 635 #define SLICE_ERROR     -1
 636 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 637 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 638
 639     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 640                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 641     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 642                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 643     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 644                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 645     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 646                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 647     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 648                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 649     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 650                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 651     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
 652                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 653     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
 654                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 655     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 656                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 657     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 658                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 659     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 660     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 661     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
 662
 663     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
 664     int quantizer_noise_shaping;
 665
 666     /* temp buffers for rate control */
 667     float *cplx_tab, *bits_tab;
 668
 669     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
 670      * a frame size change */
 671     int context_reinit;
 672
 673     ERContext er;
 674
 675     int error_rate;
 676
 677     /* temporary frames used by b_frame_strategy = 2 */
 678     AVFrame *tmp_frames[MAX_B_FRAMES + 2];
 679 } MpegEncContext;
 680
 681 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx)             \
 682     ((pic && pic >= old_ctx->picture &&                   \
 683       pic < old_ctx->picture + MAX_PICTURE_COUNT) ?  \
 684         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : NULL)
 685
 686 /* mpegvideo_enc common options */
 687 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
 688 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
 689 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
 690 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
 691 #define FF_MPV_FLAG_NAQ          0x0010
 692 #define FF_MPV_FLAG_MV0          0x0020
 693
 694 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
 695 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 696 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
 697 { "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" },\
 698 { "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" },\
 699 { "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" },\
 700 { "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" },\
 701 { "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" },\
 702 { "naq",            "normalize adaptive quantization",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_NAQ },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 703 { "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" },\
 704 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
 705                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 706 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
 707                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 708 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 709 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
 710                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },
 711
 712 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
 713
 714 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
 715 static const AVClass name ## _class = {\
 716     .class_name = #name " encoder",\
 717     .item_name  = av_default_item_name,\
 718     .option     = ff_mpv_generic_options,\
 719     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
 720 };
 721
 722 /**
 723  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
 724  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
 725  * state of the MpegEncContext.
 726  */
 727 void ff_MPV_common_defaults(MpegEncContext *s);
 728
 729 void ff_MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 730 int ff_MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 731 int ff_MPV_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
 732 void ff_MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 733 void ff_MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
 734 int ff_MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 735 void ff_MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 736 int ff_MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 737 int ff_MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 738 int ff_MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 739                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
 740 void ff_dct_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 741 void ff_MPV_common_init_x86(MpegEncContext *s);
 742 void ff_MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 743 void ff_MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 744 void ff_MPV_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 745 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 746 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 747 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 748
 749 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p, AVFrame *pict);
 750 void ff_print_debug_info2(AVCodecContext *avctx, AVFrame *pict, uint8_t *mbskip_table,
 751                          uint32_t *mbtype_table, int8_t *qscale_table, int16_t (*motion_val[2])[2],
 752                          int *low_delay,
 753                          int mb_width, int mb_height, int mb_stride, int quarter_sample);
 754
 755 int ff_mpv_export_qp_table(MpegEncContext *s, AVFrame *f, Picture *p, int qp_type);
 756
 757 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 758 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 759 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, int16_t *block);
 760 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 761 int ff_MPV_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 762 void ff_MPV_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 763 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 764 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 765
 766 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
 767 int ff_dct_encode_init(MpegEncContext *s);
 768 void ff_convert_matrix(MpegEncContext *s, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 769                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 770 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
 771
 772 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 773
 774 void ff_MPV_motion(MpegEncContext *s,
 775                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
 776                    uint8_t *dest_cr, int dir,
 777                    uint8_t **ref_picture,
 778                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
 779                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
 780
 781 /**
 782  * Allocate a Picture.
 783  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
 784  */
 785 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 786
 787 /**
 788  * permute block according to permuatation.
 789  * @param last last non zero element in scantable order
 790  */
 791 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
 792
 793 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 794     const int block_size= 8 >> s->avctx->lowres;
 795
 796     s->block_index[0]+=2;
 797     s->block_index[1]+=2;
 798     s->block_index[2]+=2;
 799     s->block_index[3]+=2;
 800     s->block_index[4]++;
 801     s->block_index[5]++;
 802     s->dest[0]+= 2*block_size;
 803     s->dest[1]+= block_size;
 804     s->dest[2]+= block_size;
 805 }
 806
 807 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 808     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 809     const int last= s->last_bits;
 810
 811     s->last_bits = bits;
 812
 813     return bits - last;
 814 }
 815
 816 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 817     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 818     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 819         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 820     };
 821     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 822 }
 823
 824 /* motion_est.c */
 825 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 826                              int mb_x, int mb_y);
 827 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 828                              int mb_x, int mb_y);
 829 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 830 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 831 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 832                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 833 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 834 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 835 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 836                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 837                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 838 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 839                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 840
 841 /* mpeg12.c */
 842 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 843 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
 844
 845 void ff_mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 846 void ff_mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 847                         int16_t block[6][64],
 848                         int motion_x, int motion_y);
 849 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 850 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 851
 852 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 853 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 854
 855 /* rv10.c */
 856 void ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 857 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 858 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 859
 860
 861 /* msmpeg4.c */
 862 void ff_msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 863 void ff_msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 864 void ff_msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 865                           int16_t block[6][64],
 866                           int motion_x, int motion_y);
 867 int ff_msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 868 int ff_msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 869 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 870 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 871 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 872 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 873 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 874 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 875                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 876                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 877                                int motion_x, int motion_y, int h);
 878 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 879 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 880                        int16_t block[6][64],
 881                        int motion_x, int motion_y);
 882
 883 int ff_mpeg_ref_picture(MpegEncContext *s, Picture *dst, Picture *src);
 884 void ff_mpeg_unref_picture(MpegEncContext *s, Picture *picture);
 885 void ff_free_picture_tables(Picture *pic);
 886
 887
 888 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */