git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/x264.c

   1 /*
   2  * H.264 encoding using the x264 library
   3  * Copyright (C) 2005  Mans Rullgard <mru@inprovide.com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "avcodec.h"
  23 #include <x264.h>
  24 #include <math.h>
  25 #include <stdio.h>
  26 #include <stdlib.h>
  27 #include <string.h>
  28
  29 typedef struct X264Context {
  30     x264_param_t params;
  31     x264_t *enc;
  32     x264_picture_t pic;
  33     AVFrame out_pic;
  34 } X264Context;
  35
  36 static void
  37 X264_log(void *p, int level, const char *fmt, va_list args)
  38 {
  39     static const int level_map[] = {
  40         [X264_LOG_ERROR]   = AV_LOG_ERROR,
  41         [X264_LOG_WARNING] = AV_LOG_ERROR,
  42         [X264_LOG_INFO]    = AV_LOG_INFO,
  43         [X264_LOG_DEBUG]   = AV_LOG_DEBUG
  44     };
  45
  46     if(level < 0 || level > X264_LOG_DEBUG)
  47         return;
  48
  49     av_vlog(p, level_map[level], fmt, args);
  50 }
  51
  52
  53 static int
  54 encode_nals(uint8_t *buf, int size, x264_nal_t *nals, int nnal)
  55 {
  56     uint8_t *p = buf;
  57     int i;
  58
  59     for(i = 0; i < nnal; i++){
  60         int s = x264_nal_encode(p, &size, 1, nals + i);
  61         if(s < 0)
  62             return -1;
  63         p += s;
  64     }
  65
  66     return p - buf;
  67 }
  68
  69 extern int
  70 X264_frame(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf, int bufsize, void *data)
  71 {
  72     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
  73     AVFrame *frame = data;
  74     x264_nal_t *nal;
  75     int nnal, i;
  76     x264_picture_t pic_out;
  77
  78     x4->pic.img.i_csp = X264_CSP_I420;
  79     x4->pic.img.i_plane = 3;
  80
  81     for(i = 0; i < 3; i++){
  82         x4->pic.img.plane[i] = frame->data[i];
  83         x4->pic.img.i_stride[i] = frame->linesize[i];
  84     }
  85
  86     x4->pic.i_pts = frame->pts;
  87     x4->pic.i_type = X264_TYPE_AUTO;
  88
  89     if(x264_encoder_encode(x4->enc, &nal, &nnal, &x4->pic, &pic_out))
  90         return -1;
  91
  92     bufsize = encode_nals(buf, bufsize, nal, nnal);
  93     if(bufsize < 0)
  94         return -1;
  95
  96     /* FIXME: dts */
  97     x4->out_pic.pts = pic_out.i_pts;
  98
  99     switch(pic_out.i_type){
 100     case X264_TYPE_IDR:
 101     case X264_TYPE_I:
 102         x4->out_pic.pict_type = FF_I_TYPE;
 103         break;
 104     case X264_TYPE_P:
 105         x4->out_pic.pict_type = FF_P_TYPE;
 106         break;
 107     case X264_TYPE_B:
 108     case X264_TYPE_BREF:
 109         x4->out_pic.pict_type = FF_B_TYPE;
 110         break;
 111     }
 112
 113     x4->out_pic.key_frame = pic_out.i_type == X264_TYPE_IDR;
 114     x4->out_pic.quality = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
 115
 116     return bufsize;
 117 }
 118
 119 static int
 120 X264_close(AVCodecContext *avctx)
 121 {
 122     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
 123
 124     if(x4->enc)
 125         x264_encoder_close(x4->enc);
 126
 127     return 0;
 128 }
 129
 130 extern int
 131 X264_init(AVCodecContext *avctx)
 132 {
 133     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
 134
 135     x264_param_default(&x4->params);
 136
 137     x4->params.pf_log = X264_log;
 138     x4->params.p_log_private = avctx;
 139
 140     x4->params.i_keyint_max = avctx->gop_size;
 141     x4->params.rc.i_bitrate = avctx->bit_rate / 1000;
 142     x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = avctx->rc_buffer_size / 1000;
 143     x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = avctx->rc_max_rate / 1000;
 144     x4->params.rc.b_stat_write = (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1);
 145     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS2) x4->params.rc.b_stat_read = 1;
 146     else{
 147         if(avctx->crf){
 148             x4->params.rc.i_rc_method = X264_RC_CRF;
 149             x4->params.rc.i_rf_constant = avctx->crf;
 150         }else if(avctx->cqp > -1){
 151             x4->params.rc.i_rc_method = X264_RC_CQP;
 152             x4->params.rc.i_qp_constant = avctx->cqp;
 153         }
 154     }
 155
 156     // if neither crf nor cqp modes are selected we have to enable the RC
 157     // we do it this way because we cannot check if the bitrate has been set
 158     if(!(avctx->crf || (avctx->cqp > -1))) x4->params.rc.i_rc_method = X264_RC_ABR;
 159
 160     x4->params.i_bframe = avctx->max_b_frames;
 161     x4->params.b_cabac = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_AC;
 162     x4->params.b_bframe_adaptive = avctx->b_frame_strategy;
 163     x4->params.i_bframe_bias = avctx->bframebias;
 164     x4->params.b_bframe_pyramid = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BPYRAMID);
 165     avctx->has_b_frames= (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BPYRAMID) ? 2 : !!avctx->max_b_frames;
 166
 167     x4->params.i_keyint_min = avctx->keyint_min;
 168     if(x4->params.i_keyint_min > x4->params.i_keyint_max)
 169         x4->params.i_keyint_min = x4->params.i_keyint_max;
 170
 171     x4->params.i_scenecut_threshold = avctx->scenechange_threshold;
 172
 173     x4->params.b_deblocking_filter = (avctx->flags & CODEC_FLAG_LOOP_FILTER);
 174     x4->params.i_deblocking_filter_alphac0 = avctx->deblockalpha;
 175     x4->params.i_deblocking_filter_beta = avctx->deblockbeta;
 176
 177     x4->params.rc.i_qp_min = avctx->qmin;
 178     x4->params.rc.i_qp_max = avctx->qmax;
 179     x4->params.rc.i_qp_step = avctx->max_qdiff;
 180
 181     x4->params.rc.f_qcompress = avctx->qcompress;  /* 0.0 => cbr, 1.0 => constant qp */
 182     x4->params.rc.f_qblur = avctx->qblur;        /* temporally blur quants */
 183     x4->params.rc.f_complexity_blur = avctx->complexityblur;
 184
 185     x4->params.i_frame_reference = avctx->refs;
 186
 187     x4->params.i_width = avctx->width;
 188     x4->params.i_height = avctx->height;
 189     x4->params.vui.i_sar_width = avctx->sample_aspect_ratio.num;
 190     x4->params.vui.i_sar_height = avctx->sample_aspect_ratio.den;
 191     x4->params.i_fps_num = avctx->time_base.den;
 192     x4->params.i_fps_den = avctx->time_base.num;
 193
 194     x4->params.analyse.inter = 0;
 195     if(avctx->partitions){
 196         if(avctx->partitions & X264_PART_I4X4)
 197             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_I4x4;
 198         if(avctx->partitions & X264_PART_I8X8)
 199             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_I8x8;
 200         if(avctx->partitions & X264_PART_P8X8)
 201             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB16x16;
 202         if(avctx->partitions & X264_PART_P4X4)
 203             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
 204         if(avctx->partitions & X264_PART_B8X8)
 205             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_BSUB16x16;
 206     }
 207
 208     x4->params.analyse.i_direct_mv_pred = avctx->directpred;
 209
 210     x4->params.analyse.b_weighted_bipred = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_WPRED);
 211
 212     if(avctx->me_method == ME_EPZS)
 213         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
 214     else if(avctx->me_method == ME_HEX)
 215         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
 216     else if(avctx->me_method == ME_UMH)
 217         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
 218     else if(avctx->me_method == ME_FULL)
 219         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_ESA;
 220     else x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
 221
 222     x4->params.analyse.i_me_range = avctx->me_range;
 223     x4->params.analyse.i_subpel_refine = avctx->me_subpel_quality;
 224
 225     x4->params.analyse.b_bframe_rdo = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BRDO);
 226     x4->params.analyse.b_mixed_references =
 227         (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_MIXED_REFS);
 228     x4->params.analyse.b_chroma_me = (avctx->me_cmp & FF_CMP_CHROMA);
 229     x4->params.analyse.b_transform_8x8 = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_8X8DCT);
 230     x4->params.analyse.b_fast_pskip = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_FASTPSKIP);
 231
 232     x4->params.analyse.i_trellis = avctx->trellis;
 233     x4->params.analyse.i_noise_reduction = avctx->noise_reduction;
 234
 235     if(avctx->level > 0) x4->params.i_level_idc = avctx->level;
 236
 237     x4->params.rc.f_rate_tolerance =
 238         (float)avctx->bit_rate_tolerance/avctx->bit_rate;
 239
 240     if((avctx->rc_buffer_size != 0) &&
 241             (avctx->rc_initial_buffer_occupancy <= avctx->rc_buffer_size)){
 242         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init =
 243             (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy/avctx->rc_buffer_size;
 244     }
 245     else x4->params.rc.f_vbv_buffer_init = 0.9;
 246
 247     x4->params.rc.f_ip_factor = 1/fabs(avctx->i_quant_factor);
 248     x4->params.rc.f_pb_factor = avctx->b_quant_factor;
 249     x4->params.analyse.i_chroma_qp_offset = avctx->chromaoffset;
 250     x4->params.rc.psz_rc_eq = avctx->rc_eq;
 251
 252     x4->params.analyse.b_psnr = (avctx->flags & CODEC_FLAG_PSNR);
 253     x4->params.i_log_level = X264_LOG_DEBUG;
 254
 255     x4->params.b_aud = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_AUD);
 256
 257     x4->params.i_threads = avctx->thread_count;
 258
 259     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER){
 260         x4->params.b_repeat_headers = 0;
 261     }
 262
 263     x4->enc = x264_encoder_open(&x4->params);
 264     if(!x4->enc)
 265         return -1;
 266
 267     avctx->coded_frame = &x4->out_pic;
 268
 269     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER){
 270         x264_nal_t *nal;
 271         int nnal, i, s = 0;
 272
 273         x264_encoder_headers(x4->enc, &nal, &nnal);
 274
 275         /* 5 bytes NAL header + worst case escaping */
 276         for(i = 0; i < nnal; i++)
 277             s += 5 + nal[i].i_payload * 4 / 3;
 278
 279         avctx->extradata = av_malloc(s);
 280         avctx->extradata_size = encode_nals(avctx->extradata, s, nal, nnal);
 281     }
 282
 283     return 0;
 284 }
 285
 286 AVCodec x264_encoder = {
 287     .name = "h264",
 288     .type = CODEC_TYPE_VIDEO,
 289     .id = CODEC_ID_H264,
 290     .priv_data_size = sizeof(X264Context),
 291     .init = X264_init,
 292     .encode = X264_frame,
 293     .close = X264_close,
 294     .pix_fmts = (enum PixelFormat[]) { PIX_FMT_YUV420P, -1 }
 295 };