git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/vp8.h

   1 /*
   2  * VP8 compatible video decoder
   3  *
   4  * Copyright (C) 2010 David Conrad
   5  * Copyright (C) 2010 Ronald S. Bultje
   6  * Copyright (C) 2010 Jason Garrett-Glaser
   7  * Copyright (C) 2012 Daniel Kang
   8  *
   9  * This file is part of Libav.
  10  *
  11  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  13  * License as published by the Free Software Foundation; either
  14  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  23  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  24  */
  25
  26 #ifndef AVCODEC_VP8_H
  27 #define AVCODEC_VP8_H
  28
  29 #include "vp56.h"
  30 #include "vp56data.h"
  31 #include "vp8dsp.h"
  32 #include "h264pred.h"
  33 #if HAVE_PTHREADS
  34 #include <pthread.h>
  35 #elif HAVE_W32THREADS
  36 #include "w32pthreads.h"
  37 #endif
  38
  39 #define VP8_MAX_QUANT 127
  40
  41 enum dct_token {
  42     DCT_0,
  43     DCT_1,
  44     DCT_2,
  45     DCT_3,
  46     DCT_4,
  47     DCT_CAT1,
  48     DCT_CAT2,
  49     DCT_CAT3,
  50     DCT_CAT4,
  51     DCT_CAT5,
  52     DCT_CAT6,
  53     DCT_EOB,
  54
  55     NUM_DCT_TOKENS
  56 };
  57
  58 // used to signal 4x4 intra pred in luma MBs
  59 #define MODE_I4x4 4
  60
  61 enum inter_mvmode {
  62     VP8_MVMODE_ZERO = MODE_I4x4 + 1,
  63     VP8_MVMODE_MV,
  64     VP8_MVMODE_SPLIT
  65 };
  66
  67 enum inter_splitmvmode {
  68     VP8_SPLITMVMODE_16x8 = 0,    ///< 2 16x8 blocks (vertical)
  69     VP8_SPLITMVMODE_8x16,        ///< 2 8x16 blocks (horizontal)
  70     VP8_SPLITMVMODE_8x8,         ///< 2x2 blocks of 8x8px each
  71     VP8_SPLITMVMODE_4x4,         ///< 4x4 blocks of 4x4px each
  72     VP8_SPLITMVMODE_NONE,        ///< (only used in prediction) no split MVs
  73 };
  74
  75 typedef struct VP8FilterStrength {
  76     uint8_t filter_level;
  77     uint8_t inner_limit;
  78     uint8_t inner_filter;
  79 } VP8FilterStrength;
  80
  81 typedef struct VP8Macroblock {
  82     uint8_t skip;
  83     // todo: make it possible to check for at least (i4x4 or split_mv)
  84     // in one op. are others needed?
  85     uint8_t mode;
  86     uint8_t ref_frame;
  87     uint8_t partitioning;
  88     uint8_t chroma_pred_mode;
  89     uint8_t segment;
  90     uint8_t intra4x4_pred_mode_mb[16];
  91     uint8_t intra4x4_pred_mode_top[4];
  92     VP56mv mv;
  93     VP56mv bmv[16];
  94 } VP8Macroblock;
  95
  96 typedef struct VP8ThreadData {
  97     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block)[6][4][16];
  98     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block_dc)[16];
  99     /**
 100      * This is the index plus one of the last non-zero coeff
 101      * for each of the blocks in the current macroblock.
 102      * So, 0 -> no coeffs
 103      *     1 -> dc-only (special transform)
 104      *     2+-> full transform
 105      */
 106     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, non_zero_count_cache)[6][4];
 107     /**
 108      * For coeff decode, we need to know whether the above block had non-zero
 109      * coefficients. This means for each macroblock, we need data for 4 luma
 110      * blocks, 2 u blocks, 2 v blocks, and the luma dc block, for a total of 9
 111      * per macroblock. We keep the last row in top_nnz.
 112      */
 113     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, left_nnz)[9];
 114     int thread_nr;
 115 #if HAVE_THREADS
 116     pthread_mutex_t lock;
 117     pthread_cond_t  cond;
 118 #endif
 119     int thread_mb_pos; // (mb_y << 16) | (mb_x & 0xFFFF)
 120     int wait_mb_pos; // What the current thread is waiting on.
 121     uint8_t *edge_emu_buffer;
 122     VP8FilterStrength *filter_strength;
 123 } VP8ThreadData;
 124
 125 #define MAX_THREADS 8
 126 typedef struct VP8Context {
 127     VP8ThreadData *thread_data;
 128     AVCodecContext *avctx;
 129     AVFrame *framep[4];
 130     AVFrame *next_framep[4];
 131     AVFrame *curframe;
 132     AVFrame *prev_frame;
 133
 134     uint16_t mb_width;   /* number of horizontal MB */
 135     uint16_t mb_height;  /* number of vertical MB */
 136     int linesize;
 137     int uvlinesize;
 138
 139     uint8_t keyframe;
 140     uint8_t deblock_filter;
 141     uint8_t mbskip_enabled;
 142     uint8_t profile;
 143     VP56mv mv_min;
 144     VP56mv mv_max;
 145
 146     int8_t sign_bias[4]; ///< one state [0, 1] per ref frame type
 147     int ref_count[3];
 148
 149     /**
 150      * Base parameters for segmentation, i.e. per-macroblock parameters.
 151      * These must be kept unchanged even if segmentation is not used for
 152      * a frame, since the values persist between interframes.
 153      */
 154     struct {
 155         uint8_t enabled;
 156         uint8_t absolute_vals;
 157         uint8_t update_map;
 158         int8_t base_quant[4];
 159         int8_t filter_level[4];     ///< base loop filter level
 160     } segmentation;
 161
 162     struct {
 163         uint8_t simple;
 164         uint8_t level;
 165         uint8_t sharpness;
 166     } filter;
 167
 168     VP8Macroblock *macroblocks;
 169
 170     uint8_t *intra4x4_pred_mode_top;
 171     uint8_t intra4x4_pred_mode_left[4];
 172
 173     /**
 174      * Macroblocks can have one of 4 different quants in a frame when
 175      * segmentation is enabled.
 176      * If segmentation is disabled, only the first segment's values are used.
 177      */
 178     struct {
 179         // [0] - DC qmul  [1] - AC qmul
 180         int16_t luma_qmul[2];
 181         int16_t luma_dc_qmul[2];    ///< luma dc-only block quant
 182         int16_t chroma_qmul[2];
 183     } qmat[4];
 184
 185     struct {
 186         uint8_t enabled;    ///< whether each mb can have a different strength based on mode/ref
 187
 188         /**
 189          * filter strength adjustment for the following macroblock modes:
 190          * [0-3] - i16x16 (always zero)
 191          * [4]   - i4x4
 192          * [5]   - zero mv
 193          * [6]   - inter modes except for zero or split mv
 194          * [7]   - split mv
 195          *  i16x16 modes never have any adjustment
 196          */
 197         int8_t mode[VP8_MVMODE_SPLIT+1];
 198
 199         /**
 200          * filter strength adjustment for macroblocks that reference:
 201          * [0] - intra / VP56_FRAME_CURRENT
 202          * [1] - VP56_FRAME_PREVIOUS
 203          * [2] - VP56_FRAME_GOLDEN
 204          * [3] - altref / VP56_FRAME_GOLDEN2
 205          */
 206         int8_t ref[4];
 207     } lf_delta;
 208
 209     uint8_t (*top_border)[16+8+8];
 210     uint8_t (*top_nnz)[9];
 211
 212     VP56RangeCoder c;   ///< header context, includes mb modes and motion vectors
 213
 214     /**
 215      * These are all of the updatable probabilities for binary decisions.
 216      * They are only implictly reset on keyframes, making it quite likely
 217      * for an interframe to desync if a prior frame's header was corrupt
 218      * or missing outright!
 219      */
 220     struct {
 221         uint8_t segmentid[3];
 222         uint8_t mbskip;
 223         uint8_t intra;
 224         uint8_t last;
 225         uint8_t golden;
 226         uint8_t pred16x16[4];
 227         uint8_t pred8x8c[3];
 228         uint8_t token[4][16][3][NUM_DCT_TOKENS-1];
 229         uint8_t mvc[2][19];
 230     } prob[2];
 231
 232     VP8Macroblock *macroblocks_base;
 233     int invisible;
 234     int update_last;    ///< update VP56_FRAME_PREVIOUS with the current one
 235     int update_golden;  ///< VP56_FRAME_NONE if not updated, or which frame to copy if so
 236     int update_altref;
 237
 238     /**
 239      * If this flag is not set, all the probability updates
 240      * are discarded after this frame is decoded.
 241      */
 242     int update_probabilities;
 243
 244     /**
 245      * All coefficients are contained in separate arith coding contexts.
 246      * There can be 1, 2, 4, or 8 of these after the header context.
 247      */
 248     int num_coeff_partitions;
 249     VP56RangeCoder coeff_partition[8];
 250     VideoDSPContext vdsp;
 251     VP8DSPContext vp8dsp;
 252     H264PredContext hpc;
 253     vp8_mc_func put_pixels_tab[3][3][3];
 254     AVFrame frames[5];
 255
 256     /**
 257      * A list of segmentation_map buffers that are to be free()'ed in
 258      * the next decoding iteration. We can't free() them right away
 259      * because the map may still be used by subsequent decoding threads.
 260      * Unused if frame threading is off.
 261      */
 262     uint8_t *segmentation_maps[5];
 263     int num_maps_to_be_freed;
 264     int maps_are_invalid;
 265     int num_jobs;
 266     /**
 267      * This describes the macroblock memory layout.
 268      * 0 -> Only width+height*2+1 macroblocks allocated (frame/single thread).
 269      * 1 -> Macroblocks for entire frame alloced (sliced thread).
 270      */
 271     int mb_layout;
 272 } VP8Context;
 273
 274 #endif /* AVCODEC_VP8_H */