]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/frame.h
Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg] / libavutil / frame.h
1 /*
2  *
3  * This file is part of FFmpeg.
4  *
5  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
18  */
19
20 #ifndef AVUTIL_FRAME_H
21 #define AVUTIL_FRAME_H
22
23 #include <stdint.h>
24
25 #include "libavcodec/version.h"
26
27 #include "avutil.h"
28 #include "buffer.h"
29 #include "dict.h"
30 #include "rational.h"
31 #include "samplefmt.h"
32
33 enum AVColorSpace{
34     AVCOL_SPC_RGB         =  0,
35     AVCOL_SPC_BT709       =  1, ///< also ITU-R BT1361 / IEC 61966-2-4 xvYCC709 / SMPTE RP177 Annex B
36     AVCOL_SPC_UNSPECIFIED =  2,
37     AVCOL_SPC_FCC         =  4,
38     AVCOL_SPC_BT470BG     =  5, ///< also ITU-R BT601-6 625 / ITU-R BT1358 625 / ITU-R BT1700 625 PAL & SECAM / IEC 61966-2-4 xvYCC601
39     AVCOL_SPC_SMPTE170M   =  6, ///< also ITU-R BT601-6 525 / ITU-R BT1358 525 / ITU-R BT1700 NTSC / functionally identical to above
40     AVCOL_SPC_SMPTE240M   =  7,
41     AVCOL_SPC_YCOCG       =  8, ///< Used by Dirac / VC-2 and H.264 FRext, see ITU-T SG16
42     AVCOL_SPC_BT2020_NCL  =  9, ///< ITU-R BT2020 non-constant luminance system
43     AVCOL_SPC_BT2020_CL   = 10, ///< ITU-R BT2020 constant luminance system
44     AVCOL_SPC_NB              , ///< Not part of ABI
45 };
46 #define AVCOL_SPC_YCGCO AVCOL_SPC_YCOCG
47
48 enum AVColorRange{
49     AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED = 0,
50     AVCOL_RANGE_MPEG        = 1, ///< the normal 219*2^(n-8) "MPEG" YUV ranges
51     AVCOL_RANGE_JPEG        = 2, ///< the normal     2^n-1   "JPEG" YUV ranges
52     AVCOL_RANGE_NB             , ///< Not part of ABI
53 };
54
55
56 enum AVFrameSideDataType {
57     /**
58      * The data is the AVPanScan struct defined in libavcodec.
59      */
60     AV_FRAME_DATA_PANSCAN,
61     /**
62      * ATSC A53 Part 4 Closed Captions.
63      * A53 CC bitstream is stored as uint8_t in AVFrameSideData.data.
64      * The number of bytes of CC data is AVFrameSideData.size.
65      */
66     AV_FRAME_DATA_A53_CC,
67     /**
68      * Stereoscopic 3d metadata.
69      * The data is the AVStereo3D struct defined in libavutil/stereo3d.h.
70      */
71     AV_FRAME_DATA_STEREO3D,
72     /**
73      * The data is the AVMatrixEncoding enum defined in libavutil/channel_layout.h.
74      */
75     AV_FRAME_DATA_MATRIXENCODING,
76 };
77
78 typedef struct AVFrameSideData {
79     enum AVFrameSideDataType type;
80     uint8_t *data;
81     int      size;
82     AVDictionary *metadata;
83 } AVFrameSideData;
84
85 /**
86  * This structure describes decoded (raw) audio or video data.
87  *
88  * AVFrame must be allocated using av_frame_alloc(). Note that this only
89  * allocates the AVFrame itself, the buffers for the data must be managed
90  * through other means (see below).
91  * AVFrame must be freed with av_frame_free().
92  *
93  * AVFrame is typically allocated once and then reused multiple times to hold
94  * different data (e.g. a single AVFrame to hold frames received from a
95  * decoder). In such a case, av_frame_unref() will free any references held by
96  * the frame and reset it to its original clean state before it
97  * is reused again.
98  *
99  * The data described by an AVFrame is usually reference counted through the
100  * AVBuffer API. The underlying buffer references are stored in AVFrame.buf /
101  * AVFrame.extended_buf. An AVFrame is considered to be reference counted if at
102  * least one reference is set, i.e. if AVFrame.buf[0] != NULL. In such a case,
103  * every single data plane must be contained in one of the buffers in
104  * AVFrame.buf or AVFrame.extended_buf.
105  * There may be a single buffer for all the data, or one separate buffer for
106  * each plane, or anything in between.
107  *
108  * sizeof(AVFrame) is not a part of the public ABI, so new fields may be added
109  * to the end with a minor bump.
110  * Similarly fields that are marked as to be only accessed by
111  * av_opt_ptr() can be reordered. This allows 2 forks to add fields
112  * without breaking compatibility with each other.
113  */
114 typedef struct AVFrame {
115 #define AV_NUM_DATA_POINTERS 8
116     /**
117      * pointer to the picture/channel planes.
118      * This might be different from the first allocated byte
119      *
120      * Some decoders access areas outside 0,0 - width,height, please
121      * see avcodec_align_dimensions2(). Some filters and swscale can read
122      * up to 16 bytes beyond the planes, if these filters are to be used,
123      * then 16 extra bytes must be allocated.
124      */
125     uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS];
126
127     /**
128      * For video, size in bytes of each picture line.
129      * For audio, size in bytes of each plane.
130      *
131      * For audio, only linesize[0] may be set. For planar audio, each channel
132      * plane must be the same size.
133      *
134      * For video the linesizes should be multiplies of the CPUs alignment
135      * preference, this is 16 or 32 for modern desktop CPUs.
136      * Some code requires such alignment other code can be slower without
137      * correct alignment, for yet other it makes no difference.
138      *
139      * @note The linesize may be larger than the size of usable data -- there
140      * may be extra padding present for performance reasons.
141      */
142     int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS];
143
144     /**
145      * pointers to the data planes/channels.
146      *
147      * For video, this should simply point to data[].
148      *
149      * For planar audio, each channel has a separate data pointer, and
150      * linesize[0] contains the size of each channel buffer.
151      * For packed audio, there is just one data pointer, and linesize[0]
152      * contains the total size of the buffer for all channels.
153      *
154      * Note: Both data and extended_data should always be set in a valid frame,
155      * but for planar audio with more channels that can fit in data,
156      * extended_data must be used in order to access all channels.
157      */
158     uint8_t **extended_data;
159
160     /**
161      * width and height of the video frame
162      */
163     int width, height;
164
165     /**
166      * number of audio samples (per channel) described by this frame
167      */
168     int nb_samples;
169
170     /**
171      * format of the frame, -1 if unknown or unset
172      * Values correspond to enum AVPixelFormat for video frames,
173      * enum AVSampleFormat for audio)
174      */
175     int format;
176
177     /**
178      * 1 -> keyframe, 0-> not
179      */
180     int key_frame;
181
182     /**
183      * Picture type of the frame.
184      */
185     enum AVPictureType pict_type;
186
187 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
188     attribute_deprecated
189     uint8_t *base[AV_NUM_DATA_POINTERS];
190 #endif
191
192     /**
193      * Sample aspect ratio for the video frame, 0/1 if unknown/unspecified.
194      */
195     AVRational sample_aspect_ratio;
196
197     /**
198      * Presentation timestamp in time_base units (time when frame should be shown to user).
199      */
200     int64_t pts;
201
202     /**
203      * PTS copied from the AVPacket that was decoded to produce this frame.
204      */
205     int64_t pkt_pts;
206
207     /**
208      * DTS copied from the AVPacket that triggered returning this frame. (if frame threading isnt used)
209      * This is also the Presentation time of this AVFrame calculated from
210      * only AVPacket.dts values without pts values.
211      */
212     int64_t pkt_dts;
213
214     /**
215      * picture number in bitstream order
216      */
217     int coded_picture_number;
218     /**
219      * picture number in display order
220      */
221     int display_picture_number;
222
223     /**
224      * quality (between 1 (good) and FF_LAMBDA_MAX (bad))
225      */
226     int quality;
227
228 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
229     attribute_deprecated
230     int reference;
231
232     /**
233      * QP table
234      */
235     attribute_deprecated
236     int8_t *qscale_table;
237     /**
238      * QP store stride
239      */
240     attribute_deprecated
241     int qstride;
242
243     attribute_deprecated
244     int qscale_type;
245
246     /**
247      * mbskip_table[mb]>=1 if MB didn't change
248      * stride= mb_width = (width+15)>>4
249      */
250     attribute_deprecated
251     uint8_t *mbskip_table;
252
253     /**
254      * motion vector table
255      * @code
256      * example:
257      * int mv_sample_log2= 4 - motion_subsample_log2;
258      * int mb_width= (width+15)>>4;
259      * int mv_stride= (mb_width << mv_sample_log2) + 1;
260      * motion_val[direction][x + y*mv_stride][0->mv_x, 1->mv_y];
261      * @endcode
262      */
263     attribute_deprecated
264     int16_t (*motion_val[2])[2];
265
266     /**
267      * macroblock type table
268      * mb_type_base + mb_width + 2
269      */
270     attribute_deprecated
271     uint32_t *mb_type;
272
273     /**
274      * DCT coefficients
275      */
276     attribute_deprecated
277     short *dct_coeff;
278
279     /**
280      * motion reference frame index
281      * the order in which these are stored can depend on the codec.
282      */
283     attribute_deprecated
284     int8_t *ref_index[2];
285 #endif
286
287     /**
288      * for some private data of the user
289      */
290     void *opaque;
291
292     /**
293      * error
294      */
295     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
296
297 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
298     attribute_deprecated
299     int type;
300 #endif
301
302     /**
303      * When decoding, this signals how much the picture must be delayed.
304      * extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
305      */
306     int repeat_pict;
307
308     /**
309      * The content of the picture is interlaced.
310      */
311     int interlaced_frame;
312
313     /**
314      * If the content is interlaced, is top field displayed first.
315      */
316     int top_field_first;
317
318     /**
319      * Tell user application that palette has changed from previous frame.
320      */
321     int palette_has_changed;
322
323 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
324     attribute_deprecated
325     int buffer_hints;
326
327     /**
328      * Pan scan.
329      */
330     attribute_deprecated
331     struct AVPanScan *pan_scan;
332 #endif
333
334     /**
335      * reordered opaque 64bit (generally an integer or a double precision float
336      * PTS but can be anything).
337      * The user sets AVCodecContext.reordered_opaque to represent the input at
338      * that time,
339      * the decoder reorders values as needed and sets AVFrame.reordered_opaque
340      * to exactly one of the values provided by the user through AVCodecContext.reordered_opaque
341      * @deprecated in favor of pkt_pts
342      */
343     int64_t reordered_opaque;
344
345 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
346     /**
347      * @deprecated this field is unused
348      */
349     attribute_deprecated void *hwaccel_picture_private;
350
351     attribute_deprecated
352     struct AVCodecContext *owner;
353     attribute_deprecated
354     void *thread_opaque;
355
356     /**
357      * log2 of the size of the block which a single vector in motion_val represents:
358      * (4->16x16, 3->8x8, 2-> 4x4, 1-> 2x2)
359      */
360     attribute_deprecated
361     uint8_t motion_subsample_log2;
362 #endif
363
364     /**
365      * Sample rate of the audio data.
366      */
367     int sample_rate;
368
369     /**
370      * Channel layout of the audio data.
371      */
372     uint64_t channel_layout;
373
374     /**
375      * AVBuffer references backing the data for this frame. If all elements of
376      * this array are NULL, then this frame is not reference counted.
377      *
378      * There may be at most one AVBuffer per data plane, so for video this array
379      * always contains all the references. For planar audio with more than
380      * AV_NUM_DATA_POINTERS channels, there may be more buffers than can fit in
381      * this array. Then the extra AVBufferRef pointers are stored in the
382      * extended_buf array.
383      */
384     AVBufferRef *buf[AV_NUM_DATA_POINTERS];
385
386     /**
387      * For planar audio which requires more than AV_NUM_DATA_POINTERS
388      * AVBufferRef pointers, this array will hold all the references which
389      * cannot fit into AVFrame.buf.
390      *
391      * Note that this is different from AVFrame.extended_data, which always
392      * contains all the pointers. This array only contains the extra pointers,
393      * which cannot fit into AVFrame.buf.
394      *
395      * This array is always allocated using av_malloc() by whoever constructs
396      * the frame. It is freed in av_frame_unref().
397      */
398     AVBufferRef **extended_buf;
399     /**
400      * Number of elements in extended_buf.
401      */
402     int        nb_extended_buf;
403
404     AVFrameSideData **side_data;
405     int            nb_side_data;
406
407 /**
408  * The frame data may be corrupted, e.g. due to decoding errors.
409  */
410 #define AV_FRAME_FLAG_CORRUPT       (1 << 0)
411
412     /**
413      * Frame flags, a combination of AV_FRAME_FLAG_*
414      */
415     int flags;
416
417     /**
418      * frame timestamp estimated using various heuristics, in stream time base
419      * Code outside libavcodec should access this field using:
420      * av_frame_get_best_effort_timestamp(frame)
421      * - encoding: unused
422      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
423      */
424     int64_t best_effort_timestamp;
425
426     /**
427      * reordered pos from the last AVPacket that has been input into the decoder
428      * Code outside libavcodec should access this field using:
429      * av_frame_get_pkt_pos(frame)
430      * - encoding: unused
431      * - decoding: Read by user.
432      */
433     int64_t pkt_pos;
434
435     /**
436      * duration of the corresponding packet, expressed in
437      * AVStream->time_base units, 0 if unknown.
438      * Code outside libavcodec should access this field using:
439      * av_frame_get_pkt_duration(frame)
440      * - encoding: unused
441      * - decoding: Read by user.
442      */
443     int64_t pkt_duration;
444
445     /**
446      * metadata.
447      * Code outside libavcodec should access this field using:
448      * av_frame_get_metadata(frame)
449      * - encoding: Set by user.
450      * - decoding: Set by libavcodec.
451      */
452     AVDictionary *metadata;
453
454     /**
455      * decode error flags of the frame, set to a combination of
456      * FF_DECODE_ERROR_xxx flags if the decoder produced a frame, but there
457      * were errors during the decoding.
458      * Code outside libavcodec should access this field using:
459      * av_frame_get_decode_error_flags(frame)
460      * - encoding: unused
461      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
462      */
463     int decode_error_flags;
464 #define FF_DECODE_ERROR_INVALID_BITSTREAM   1
465 #define FF_DECODE_ERROR_MISSING_REFERENCE   2
466
467     /**
468      * number of audio channels, only used for audio.
469      * Code outside libavcodec should access this field using:
470      * av_frame_get_channels(frame)
471      * - encoding: unused
472      * - decoding: Read by user.
473      */
474     int channels;
475
476     /**
477      * size of the corresponding packet containing the compressed
478      * frame. It must be accessed using av_frame_get_pkt_size() and
479      * av_frame_set_pkt_size().
480      * It is set to a negative value if unknown.
481      * - encoding: unused
482      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
483      */
484     int pkt_size;
485
486     /**
487      * YUV colorspace type.
488      * It must be accessed using av_frame_get_colorspace() and
489      * av_frame_set_colorspace().
490      * - encoding: Set by user
491      * - decoding: Set by libavcodec
492      */
493     enum AVColorSpace colorspace;
494
495     /**
496      * MPEG vs JPEG YUV range.
497      * It must be accessed using av_frame_get_color_range() and
498      * av_frame_set_color_range().
499      * - encoding: Set by user
500      * - decoding: Set by libavcodec
501      */
502     enum AVColorRange color_range;
503
504
505     /**
506      * Not to be accessed directly from outside libavutil
507      */
508     AVBufferRef *qp_table_buf;
509 } AVFrame;
510
511 /**
512  * Accessors for some AVFrame fields.
513  * The position of these field in the structure is not part of the ABI,
514  * they should not be accessed directly outside libavcodec.
515  */
516 int64_t av_frame_get_best_effort_timestamp(const AVFrame *frame);
517 void    av_frame_set_best_effort_timestamp(AVFrame *frame, int64_t val);
518 int64_t av_frame_get_pkt_duration         (const AVFrame *frame);
519 void    av_frame_set_pkt_duration         (AVFrame *frame, int64_t val);
520 int64_t av_frame_get_pkt_pos              (const AVFrame *frame);
521 void    av_frame_set_pkt_pos              (AVFrame *frame, int64_t val);
522 int64_t av_frame_get_channel_layout       (const AVFrame *frame);
523 void    av_frame_set_channel_layout       (AVFrame *frame, int64_t val);
524 int     av_frame_get_channels             (const AVFrame *frame);
525 void    av_frame_set_channels             (AVFrame *frame, int     val);
526 int     av_frame_get_sample_rate          (const AVFrame *frame);
527 void    av_frame_set_sample_rate          (AVFrame *frame, int     val);
528 AVDictionary *av_frame_get_metadata       (const AVFrame *frame);
529 void          av_frame_set_metadata       (AVFrame *frame, AVDictionary *val);
530 int     av_frame_get_decode_error_flags   (const AVFrame *frame);
531 void    av_frame_set_decode_error_flags   (AVFrame *frame, int     val);
532 int     av_frame_get_pkt_size(const AVFrame *frame);
533 void    av_frame_set_pkt_size(AVFrame *frame, int val);
534 AVDictionary **avpriv_frame_get_metadatap(AVFrame *frame);
535 int8_t *av_frame_get_qp_table(AVFrame *f, int *stride, int *type);
536 int av_frame_set_qp_table(AVFrame *f, AVBufferRef *buf, int stride, int type);
537 enum AVColorSpace av_frame_get_colorspace(const AVFrame *frame);
538 void    av_frame_set_colorspace(AVFrame *frame, enum AVColorSpace val);
539 enum AVColorRange av_frame_get_color_range(const AVFrame *frame);
540 void    av_frame_set_color_range(AVFrame *frame, enum AVColorRange val);
541
542 /**
543  * Get the name of a colorspace.
544  * @return a static string identifying the colorspace; can be NULL.
545  */
546 const char *av_get_colorspace_name(enum AVColorSpace val);
547
548 /**
549  * Allocate an AVFrame and set its fields to default values.  The resulting
550  * struct must be freed using av_frame_free().
551  *
552  * @return An AVFrame filled with default values or NULL on failure.
553  *
554  * @note this only allocates the AVFrame itself, not the data buffers. Those
555  * must be allocated through other means, e.g. with av_frame_get_buffer() or
556  * manually.
557  */
558 AVFrame *av_frame_alloc(void);
559
560 /**
561  * Free the frame and any dynamically allocated objects in it,
562  * e.g. extended_data. If the frame is reference counted, it will be
563  * unreferenced first.
564  *
565  * @param frame frame to be freed. The pointer will be set to NULL.
566  */
567 void av_frame_free(AVFrame **frame);
568
569 /**
570  * Setup a new reference to the data described by a given frame.
571  *
572  * Copy frame properties from src to dst and create a new reference for each
573  * AVBufferRef from src.
574  *
575  * If src is not reference counted, new buffers are allocated and the data is
576  * copied.
577  *
578  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error
579  */
580 int av_frame_ref(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
581
582 /**
583  * Create a new frame that references the same data as src.
584  *
585  * This is a shortcut for av_frame_alloc()+av_frame_ref().
586  *
587  * @return newly created AVFrame on success, NULL on error.
588  */
589 AVFrame *av_frame_clone(const AVFrame *src);
590
591 /**
592  * Unreference all the buffers referenced by frame and reset the frame fields.
593  */
594 void av_frame_unref(AVFrame *frame);
595
596 /**
597  * Move everythnig contained in src to dst and reset src.
598  */
599 void av_frame_move_ref(AVFrame *dst, AVFrame *src);
600
601 /**
602  * Allocate new buffer(s) for audio or video data.
603  *
604  * The following fields must be set on frame before calling this function:
605  * - format (pixel format for video, sample format for audio)
606  * - width and height for video
607  * - nb_samples and channel_layout for audio
608  *
609  * This function will fill AVFrame.data and AVFrame.buf arrays and, if
610  * necessary, allocate and fill AVFrame.extended_data and AVFrame.extended_buf.
611  * For planar formats, one buffer will be allocated for each plane.
612  *
613  * @param frame frame in which to store the new buffers.
614  * @param align required buffer size alignment
615  *
616  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
617  */
618 int av_frame_get_buffer(AVFrame *frame, int align);
619
620 /**
621  * Check if the frame data is writable.
622  *
623  * @return A positive value if the frame data is writable (which is true if and
624  * only if each of the underlying buffers has only one reference, namely the one
625  * stored in this frame). Return 0 otherwise.
626  *
627  * If 1 is returned the answer is valid until av_buffer_ref() is called on any
628  * of the underlying AVBufferRefs (e.g. through av_frame_ref() or directly).
629  *
630  * @see av_frame_make_writable(), av_buffer_is_writable()
631  */
632 int av_frame_is_writable(AVFrame *frame);
633
634 /**
635  * Ensure that the frame data is writable, avoiding data copy if possible.
636  *
637  * Do nothing if the frame is writable, allocate new buffers and copy the data
638  * if it is not.
639  *
640  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
641  *
642  * @see av_frame_is_writable(), av_buffer_is_writable(),
643  * av_buffer_make_writable()
644  */
645 int av_frame_make_writable(AVFrame *frame);
646
647 /**
648  * Copy only "metadata" fields from src to dst.
649  *
650  * Metadata for the purpose of this function are those fields that do not affect
651  * the data layout in the buffers.  E.g. pts, sample rate (for audio) or sample
652  * aspect ratio (for video), but not width/height or channel layout.
653  * Side data is also copied.
654  */
655 int av_frame_copy_props(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
656
657 /**
658  * Get the buffer reference a given data plane is stored in.
659  *
660  * @param plane index of the data plane of interest in frame->extended_data.
661  *
662  * @return the buffer reference that contains the plane or NULL if the input
663  * frame is not valid.
664  */
665 AVBufferRef *av_frame_get_plane_buffer(AVFrame *frame, int plane);
666
667 /**
668  * Add a new side data to a frame.
669  *
670  * @param frame a frame to which the side data should be added
671  * @param type type of the added side data
672  * @param size size of the side data
673  *
674  * @return newly added side data on success, NULL on error
675  */
676 AVFrameSideData *av_frame_new_side_data(AVFrame *frame,
677                                         enum AVFrameSideDataType type,
678                                         int size);
679
680 /**
681  * @return a pointer to the side data of a given type on success, NULL if there
682  * is no side data with such type in this frame.
683  */
684 AVFrameSideData *av_frame_get_side_data(const AVFrame *frame,
685                                         enum AVFrameSideDataType type);
686
687 #endif /* AVUTIL_FRAME_H */