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

   1 /*
   2  * Generic DCT based hybrid video encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * mpegvideo header.
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  30
  31 #include <float.h>
  32
  33 #include "avcodec.h"
  34 #include "blockdsp.h"
  35 #include "error_resilience.h"
  36 #include "fdctdsp.h"
  37 #include "get_bits.h"
  38 #include "h264chroma.h"
  39 #include "h263dsp.h"
  40 #include "hpeldsp.h"
  41 #include "idctdsp.h"
  42 #include "me_cmp.h"
  43 #include "mpegvideodsp.h"
  44 #include "mpegvideoencdsp.h"
  45 #include "pixblockdsp.h"
  46 #include "put_bits.h"
  47 #include "ratecontrol.h"
  48 #include "parser.h"
  49 #include "mpeg12data.h"
  50 #include "qpeldsp.h"
  51 #include "thread.h"
  52 #include "videodsp.h"
  53
  54 #include "libavutil/opt.h"
  55 #include "libavutil/timecode.h"
  56
  57 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  58
  59 enum OutputFormat {
  60     FMT_MPEG1,
  61     FMT_H261,
  62     FMT_H263,
  63     FMT_MJPEG,
  64 };
  65
  66 #define MAX_FCODE 7
  67 #define MAX_MV 4096
  68
  69 #define MAX_THREADS 32
  70 #define MAX_PICTURE_COUNT 36
  71
  72 #define MAX_B_FRAMES 16
  73
  74 #define ME_MAP_SIZE 64
  75
  76 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  77
  78 #define INPLACE_OFFSET 16
  79
  80 #define EDGE_WIDTH 16
  81
  82 /* Start codes. */
  83 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  84 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  85 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  86 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  87 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  88 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  89 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  90 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  91
  92 /* encoding scans */
  93 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  94 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
  95
  96 struct MpegEncContext;
  97
  98 /**
  99  * Picture.
 100  */
 101 typedef struct Picture{
 102     struct AVFrame *f;
 103     ThreadFrame tf;
 104
 105     AVBufferRef *qscale_table_buf;
 106     int8_t *qscale_table;
 107
 108     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
 109     int16_t (*motion_val[2])[2];
 110
 111     AVBufferRef *mb_type_buf;
 112     uint32_t *mb_type;          ///< types and macros are defined in mpegutils.h
 113
 114     AVBufferRef *mbskip_table_buf;
 115     uint8_t *mbskip_table;
 116
 117     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
 118     int8_t *ref_index[2];
 119
 120     AVBufferRef *mb_var_buf;
 121     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 122
 123     AVBufferRef *mc_mb_var_buf;
 124     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 125
 126     int alloc_mb_width;         ///< mb_width used to allocate tables
 127     int alloc_mb_height;        ///< mb_height used to allocate tables
 128
 129     AVBufferRef *mb_mean_buf;
 130     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 131
 132     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 133     /**
 134      * hardware accelerator private data
 135      */
 136     void *hwaccel_picture_private;
 137
 138     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
 139
 140     int64_t mb_var_sum;         ///< sum of MB variance for current frame
 141     int64_t mc_mb_var_sum;      ///< motion compensated MB variance for current frame
 142
 143     int b_frame_score;
 144     int needs_realloc;          ///< Picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
 145
 146     int reference;
 147     int shared;
 148
 149     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
 150 } Picture;
 151
 152 /**
 153  * Motion estimation context.
 154  */
 155 typedef struct MotionEstContext{
 156     AVCodecContext *avctx;
 157     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
 158     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
 159     int direct_basis_mv[4][2];
 160     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
 161     uint8_t *best_mb;
 162     uint8_t *temp_mb[2];
 163     uint8_t *temp;
 164     int best_bits;
 165     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 166     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 167     unsigned map_generation;
 168     int pre_penalty_factor;
 169     int penalty_factor;                /**< an estimate of the bits required to
 170                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
 171                                         more bits than (0,0). We have to
 172                                         estimate whether any reduction in
 173                                         residual is worth the extra bits. */
 174     int sub_penalty_factor;
 175     int mb_penalty_factor;
 176     int flags;
 177     int sub_flags;
 178     int mb_flags;
 179     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 180     int dia_size;
 181     int xmin;
 182     int xmax;
 183     int ymin;
 184     int ymax;
 185     int pred_x;
 186     int pred_y;
 187     uint8_t *src[4][4];
 188     uint8_t *ref[4][4];
 189     int stride;
 190     int uvstride;
 191     /* temp variables for picture complexity calculation */
 192     int64_t mc_mb_var_sum_temp;
 193     int64_t mb_var_sum_temp;
 194     int scene_change_score;
 195 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 196     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 197     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 198     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 199     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 200     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 201     uint8_t *current_mv_penalty;
 202     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 203                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 204                                   int src_index, int ref_index,
 205                                   int size, int h);
 206 }MotionEstContext;
 207
 208 /**
 209  * MpegEncContext.
 210  */
 211 typedef struct MpegEncContext {
 212     AVClass *class;
 213
 214     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 215     int ac_pred;
 216     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 217     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 218
 219     /* scantables */
 220     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 221     ScanTable intra_scantable;
 222     ScanTable intra_h_scantable;
 223     ScanTable intra_v_scantable;
 224
 225     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 226      *          offsets used in asm. */
 227
 228     struct AVCodecContext *avctx;
 229     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 230     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 231     int gop_size;
 232     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 233     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 234     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 235     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 236     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 237
 238 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 239     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 240     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 241
 242     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
 243     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 244     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 245     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 246     int luma_elim_threshold;
 247     int chroma_elim_threshold;
 248     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 249     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 250     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 251     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 252
 253     /* sequence parameters */
 254     int context_initialized;
 255     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 256     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 257     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 258     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 259     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 260     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 261     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 262     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 263     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 264     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
 265     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 266     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 267     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 268     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 269
 270     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
 271     /**
 272      * pts difference between the first and second input frame, used for
 273      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
 274     int64_t dts_delta;
 275     /**
 276      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
 277      * a delay */
 278     int64_t reordered_pts;
 279
 280     /** bit output */
 281     PutBitContext pb;
 282
 283     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 284     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 285     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 286     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
 287
 288     /**
 289      * copy of the previous picture structure.
 290      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 291      */
 292     Picture last_picture;
 293
 294     /**
 295      * copy of the next picture structure.
 296      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 297      */
 298     Picture next_picture;
 299
 300     /**
 301      * copy of the source picture structure for encoding.
 302      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 303      */
 304     Picture new_picture;
 305
 306     /**
 307      * copy of the current picture structure.
 308      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 309      */
 310     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 311
 312     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 313     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 314     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 315     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 316     int16_t *dc_val_base;
 317     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 318     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 319     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 320     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 321     uint8_t *coded_block_base;
 322     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 323     int16_t (*ac_val_base)[16];
 324     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 325     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 326     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 327                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 328     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 329     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 330     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 331     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
 332     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 333     uint8_t *obmc_scratchpad;
 334     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 335
 336     int qscale;                 ///< QP
 337     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 338     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 339     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 340     int *lambda_table;
 341     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 342     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 343     int closed_gop;             ///< MPEG1/2 GOP is closed
 344     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 345     int vbv_delay;
 346     int last_pict_type; //FIXME removes
 347     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 348     int droppable;
 349     int frame_rate_index;
 350     AVRational mpeg2_frame_rate_ext;
 351     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 352     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 353
 354     /* motion compensation */
 355     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 356     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 357
 358     BlockDSPContext bdsp;
 359     FDCTDSPContext fdsp;
 360     H264ChromaContext h264chroma;
 361     HpelDSPContext hdsp;
 362     IDCTDSPContext idsp;
 363     MECmpContext mecc;
 364     MpegVideoDSPContext mdsp;
 365     MpegvideoEncDSPContext mpvencdsp;
 366     PixblockDSPContext pdsp;
 367     QpelDSPContext qdsp;
 368     VideoDSPContext vdsp;
 369     H263DSPContext h263dsp;
 370     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 371     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 372     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 373     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 374     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 375     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 376     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 377     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 378     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 379     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 380     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 381     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 382     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 383     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 384     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 385     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 386     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 387     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 388     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 389     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 390     int me_method;                       ///< ME algorithm
 391     int mv_dir;
 392 #define MV_DIR_FORWARD   1
 393 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 394 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 395     int mv_type;
 396 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 397 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 398 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 399 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 400 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 401     /**motion vectors for a macroblock
 402        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 403        second "         : depend on type
 404        third  "         : 0 = x, 1 = y
 405     */
 406     int mv[2][4][2];
 407     int field_select[2][2];
 408     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 409     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 410     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 411
 412     MotionEstContext me;
 413
 414     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 415                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 416
 417     /* macroblock layer */
 418     int mb_x, mb_y;
 419     int mb_skip_run;
 420     int mb_intra;
 421     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
 422
 423     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 424     int block_wrap[6];
 425     uint8_t *dest[3];
 426
 427     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 428
 429     /** matrix transmitted in the bitstream */
 430     uint16_t intra_matrix[64];
 431     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 432     uint16_t inter_matrix[64];
 433     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 434
 435     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 436     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 437     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 438     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 439     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 440     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 441     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 442     uint8_t *intra_chroma_ac_vlc_length;
 443     uint8_t *intra_chroma_ac_vlc_last_length;
 444     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 445     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 446     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 447 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 448
 449     int coded_score[12];
 450
 451     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 452     int (*q_intra_matrix)[64];
 453     int (*q_chroma_intra_matrix)[64];
 454     int (*q_inter_matrix)[64];
 455     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 456     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 457     uint16_t (*q_chroma_intra_matrix16)[2][64];
 458     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 459
 460     /* noise reduction */
 461     int (*dct_error_sum)[64];
 462     int dct_count[2];
 463     uint16_t (*dct_offset)[64];
 464
 465     /* bit rate control */
 466     int64_t total_bits;
 467     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 468     int stuffing_bits;             ///< bits used for stuffing
 469     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 470     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 471
 472     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 473     int mv_bits;
 474     int header_bits;
 475     int i_tex_bits;
 476     int p_tex_bits;
 477     int i_count;
 478     int f_count;
 479     int b_count;
 480     int skip_count;
 481     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 482     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 483
 484     /* error concealment / resync */
 485     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 486     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 487     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 488     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 489     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 490
 491     ParseContext parse_context;
 492
 493     /* H.263 specific */
 494     int gob_index;
 495     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 496     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
 497     int prev_mb_info, last_mb_info;
 498     uint8_t *mb_info_ptr;
 499     int mb_info_size;
 500     int ehc_mode;
 501
 502     /* H.263+ specific */
 503     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 504     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 505     int h263_slice_structured;
 506     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 507     int modified_quant;
 508     int loop_filter;
 509     int custom_pcf;
 510
 511     /* mpeg4 specific */
 512     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
 513     int time_increment_bits;
 514     int last_time_base;
 515     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 516     int64_t time;                   ///< time of current frame
 517     int64_t last_non_b_time;
 518     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 519     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 520     uint16_t pp_field_time;
 521     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 522     int real_sprite_warping_points;
 523     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 524     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 525     int mcsel;
 526     int quant_precision;
 527     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 528     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 529     int sprite_warping_accuracy;
 530     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 531     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 532     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 533     int vo_type;
 534     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 535     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 536     int mpeg_quant;
 537     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 538
 539     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 540     int divx_packed;
 541     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 542     int bitstream_buffer_size;
 543     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 544
 545     /* RV10 specific */
 546     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 547     int rv10_first_dc_coded[3];
 548
 549     /* MJPEG specific */
 550     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 551     int esc_pos;
 552
 553     /* MSMPEG4 specific */
 554     int mv_table_index;
 555     int rl_table_index;
 556     int rl_chroma_table_index;
 557     int dc_table_index;
 558     int use_skip_mb_code;
 559     int slice_height;      ///< in macroblocks
 560     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 561     int flipflop_rounding;
 562     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 563     int per_mb_rl_table;
 564     int esc3_level_length;
 565     int esc3_run_length;
 566     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 567     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 568     int inter_intra_pred;
 569     int mspel;
 570
 571     /* decompression specific */
 572     GetBitContext gb;
 573
 574     /* Mpeg1 specific */
 575     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 576     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 577     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 578
 579     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 580     int progressive_sequence;
 581     int mpeg_f_code[2][2];
 582
 583     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
 584     int picture_structure;
 585
 586     int intra_dc_precision;
 587     int frame_pred_frame_dct;
 588     int top_field_first;
 589     int concealment_motion_vectors;
 590     int q_scale_type;
 591     int intra_vlc_format;
 592     int alternate_scan;
 593     int seq_disp_ext;
 594     int repeat_first_field;
 595     int chroma_420_type;
 596     int chroma_format;
 597 #define CHROMA_420 1
 598 #define CHROMA_422 2
 599 #define CHROMA_444 3
 600     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 601     int chroma_y_shift;
 602
 603     int progressive_frame;
 604     int full_pel[2];
 605     int interlaced_dct;
 606     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 607     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 608     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 609
 610     /* RTP specific */
 611     int rtp_mode;
 612
 613     char *tc_opt_str;        ///< timecode option string
 614     AVTimecode tc;           ///< timecode context
 615
 616     uint8_t *ptr_lastgob;
 617     int swap_uv;             //vcr2 codec is an MPEG-2 variant with U and V swapped
 618     int pack_pblocks;        //xvmc needs to keep blocks without gaps.
 619     int16_t (*pblocks[12])[64];
 620
 621     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 622     int16_t (*blocks)[12][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 623     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 624 #define SLICE_OK         0
 625 #define SLICE_ERROR     -1
 626 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 627 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 628
 629     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 630                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 631     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 632                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 633     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 634                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 635     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 636                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 637     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 638                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 639     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 640                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 641     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 642                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 643     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 644                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 645     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 646     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 647     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
 648
 649     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
 650     int quantizer_noise_shaping;
 651
 652     /**
 653      * ratecontrol qmin qmax limiting method
 654      * 0-> clipping, 1-> use a nice continuous function to limit qscale within qmin/qmax.
 655      */
 656     float rc_qsquish;
 657     float rc_qmod_amp;
 658     int   rc_qmod_freq;
 659     float rc_initial_cplx;
 660     float rc_buffer_aggressivity;
 661     float border_masking;
 662     int lmin, lmax;
 663
 664     char *rc_eq;
 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 /* mpegvideo_enc common options */
 682 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
 683 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
 684 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
 685 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
 686 #define FF_MPV_FLAG_NAQ          0x0010
 687 #define FF_MPV_FLAG_MV0          0x0020
 688
 689 #ifndef FF_MPV_OFFSET
 690 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
 691 #endif
 692 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 693 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
 694 { "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" },\
 695 { "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" },\
 696 { "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" },\
 697 { "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" },\
 698 { "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" },\
 699 { "naq",            "normalize adaptive quantization",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_NAQ },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 700 { "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" },\
 701 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
 702                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 703 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
 704                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 705 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 706 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
 707                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 708 {"qsquish", "how to keep quantizer between qmin and qmax (0 = clip, 1 = use differentiable function)",                                                                          \
 709                                                                     FF_MPV_OFFSET(rc_qsquish), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, 0, 99, FF_MPV_OPT_FLAGS},                        \
 710 {"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},           \
 711 {"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},             \
 712 {"rc_eq", "Set rate control equation. When computing the expression, besides the standard functions "                                                                           \
 713           "defined in the section 'Expression Evaluation', the following functions are available: "                                                                             \
 714           "bits2qp(bits), qp2bits(qp). Also the following constants are available: iTex pTex tex mv "                                                                           \
 715           "fCode iCount mcVar var isI isP isB avgQP qComp avgIITex avgPITex avgPPTex avgBPTex avgTex.",                                                                         \
 716                                                                     FF_MPV_OFFSET(rc_eq), AV_OPT_TYPE_STRING,                           .flags = FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
 717 {"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},       \
 718 {"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}, \
 719 {"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},    \
 720 {"lmin", "minimum Lagrange factor (VBR)",                           FF_MPV_OFFSET(lmin), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 =  2*FF_QP2LAMBDA }, 0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
 721 {"lmax", "maximum Lagrange factor (VBR)",                           FF_MPV_OFFSET(lmax), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 31*FF_QP2LAMBDA }, 0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
 722
 723 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
 724
 725 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
 726 static const AVClass name ## _class = {\
 727     .class_name = #name " encoder",\
 728     .item_name  = av_default_item_name,\
 729     .option     = ff_mpv_generic_options,\
 730     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
 731 };
 732
 733 /**
 734  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
 735  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
 736  * state of the MpegEncContext.
 737  */
 738 void ff_mpv_common_defaults(MpegEncContext *s);
 739
 740 void ff_dct_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 741
 742 int ff_mpv_common_init(MpegEncContext *s);
 743 void ff_mpv_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 744 void ff_mpv_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 745 void ff_mpv_common_init_neon(MpegEncContext *s);
 746 void ff_mpv_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 747 void ff_mpv_common_init_x86(MpegEncContext *s);
 748
 749 int ff_mpv_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
 750 void ff_mpv_common_end(MpegEncContext *s);
 751
 752 void ff_mpv_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 753 void ff_mpv_decode_init(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 754 void ff_mpv_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
 755 void ff_mpv_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 756
 757 int ff_mpv_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 758 void ff_mpv_frame_end(MpegEncContext *s);
 759
 760 int ff_mpv_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 761
 762 int ff_mpv_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 763 void ff_mpv_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 764
 765 int ff_mpv_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 766 int ff_mpv_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 767                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
 768 int ff_mpv_reallocate_putbitbuffer(MpegEncContext *s, size_t threshold, size_t size_increase);
 769
 770 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 771 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 772 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 773
 774 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p, AVFrame *pict);
 775 void ff_print_debug_info2(AVCodecContext *avctx, AVFrame *pict, uint8_t *mbskip_table,
 776                          uint32_t *mbtype_table, int8_t *qscale_table, int16_t (*motion_val[2])[2],
 777                          int *low_delay,
 778                          int mb_width, int mb_height, int mb_stride, int quarter_sample);
 779
 780 int ff_mpv_export_qp_table(MpegEncContext *s, AVFrame *f, Picture *p, int qp_type);
 781
 782 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 783
 784 int ff_find_unused_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *picture, int shared);
 785 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 786 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 787 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 788
 789 void ff_mpv_idct_init(MpegEncContext *s);
 790 int ff_dct_encode_init(MpegEncContext *s);
 791 void ff_convert_matrix(MpegEncContext *s, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 792                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 793 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
 794
 795 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 796
 797 void ff_mpv_motion(MpegEncContext *s,
 798                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
 799                    uint8_t *dest_cr, int dir,
 800                    uint8_t **ref_picture,
 801                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
 802                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
 803
 804 /**
 805  * Allocate a Picture.
 806  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
 807  */
 808 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 809
 810 /**
 811  * permute block according to permuatation.
 812  * @param last last non zero element in scantable order
 813  */
 814 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
 815
 816 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 817     const int block_size= 8 >> s->avctx->lowres;
 818
 819     s->block_index[0]+=2;
 820     s->block_index[1]+=2;
 821     s->block_index[2]+=2;
 822     s->block_index[3]+=2;
 823     s->block_index[4]++;
 824     s->block_index[5]++;
 825     s->dest[0]+= 2*block_size;
 826     s->dest[1]+= block_size;
 827     s->dest[2]+= block_size;
 828 }
 829
 830 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 831     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 832     const int last= s->last_bits;
 833
 834     s->last_bits = bits;
 835
 836     return bits - last;
 837 }
 838
 839 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 840     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 841     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 842         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 843     };
 844     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 845 }
 846
 847 /* motion_est.c */
 848 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 849                              int mb_x, int mb_y);
 850 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 851                              int mb_x, int mb_y);
 852 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 853 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 854 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 855                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 856 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 857 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 858 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 859                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 860                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 861 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 862                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 863
 864 /* mpeg12.c */
 865 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 866 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
 867
 868 void ff_mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 869 void ff_mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 870                         int16_t block[8][64],
 871                         int motion_x, int motion_y);
 872 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 873 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 874
 875 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 876 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 877
 878 /* rv10.c */
 879 int ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 880 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 881 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 882
 883
 884 /* msmpeg4.c */
 885 void ff_msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 886 void ff_msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 887 void ff_msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 888                           int16_t block[6][64],
 889                           int motion_x, int motion_y);
 890 int ff_msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 891 int ff_msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 892 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 893 int ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 894 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 895 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 896 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 897 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 898                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 899                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 900                                int motion_x, int motion_y, int h);
 901 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 902 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 903                        int16_t block[6][64],
 904                        int motion_x, int motion_y);
 905
 906 int ff_mpeg_ref_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *dst, Picture *src);
 907 void ff_mpeg_unref_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *picture);
 908 void ff_free_picture_tables(Picture *pic);
 909
 910
 911 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */