]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/frame.h
lavc: export the timestamps when decoding in AVFrame.pts
[ffmpeg] / libavutil / frame.h
1 /*
2  * This file is part of Libav.
3  *
4  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 /**
20  * @file
21  * @ingroup lavu_frame
22  * reference-counted frame API
23  */
24
25 #ifndef AVUTIL_FRAME_H
26 #define AVUTIL_FRAME_H
27
28 #include <stdint.h>
29
30 #include "avutil.h"
31 #include "buffer.h"
32 #include "dict.h"
33 #include "rational.h"
34 #include "samplefmt.h"
35 #include "pixfmt.h"
36 #include "version.h"
37
38
39 /**
40  * @defgroup lavu_frame AVFrame
41  * @ingroup lavu_data
42  *
43  * @{
44  * AVFrame is an abstraction for reference-counted raw multimedia data.
45  */
46
47 enum AVFrameSideDataType {
48     /**
49      * The data is the AVPanScan struct defined in libavcodec.
50      */
51     AV_FRAME_DATA_PANSCAN,
52     /**
53      * ATSC A53 Part 4 Closed Captions.
54      * A53 CC bitstream is stored as uint8_t in AVFrameSideData.data.
55      * The number of bytes of CC data is AVFrameSideData.size.
56      */
57     AV_FRAME_DATA_A53_CC,
58     /**
59      * Stereoscopic 3d metadata.
60      * The data is the AVStereo3D struct defined in libavutil/stereo3d.h.
61      */
62     AV_FRAME_DATA_STEREO3D,
63     /**
64      * The data is the AVMatrixEncoding enum defined in libavutil/channel_layout.h.
65      */
66     AV_FRAME_DATA_MATRIXENCODING,
67     /**
68      * Metadata relevant to a downmix procedure.
69      * The data is the AVDownmixInfo struct defined in libavutil/downmix_info.h.
70      */
71     AV_FRAME_DATA_DOWNMIX_INFO,
72     /**
73      * ReplayGain information in the form of the AVReplayGain struct.
74      */
75     AV_FRAME_DATA_REPLAYGAIN,
76     /**
77      * This side data contains a 3x3 transformation matrix describing an affine
78      * transformation that needs to be applied to the frame for correct
79      * presentation.
80      *
81      * See libavutil/display.h for a detailed description of the data.
82      */
83     AV_FRAME_DATA_DISPLAYMATRIX,
84     /**
85      * Active Format Description data consisting of a single byte as specified
86      * in ETSI TS 101 154 using enum AVActiveFormatDescription.
87      */
88     AV_FRAME_DATA_AFD,
89
90     /**
91      * This side data must be associated with an audio frame and corresponds to
92      * enum AVAudioServiceType defined in avcodec.h.
93      */
94     AV_FRAME_DATA_AUDIO_SERVICE_TYPE,
95 };
96
97 enum AVActiveFormatDescription {
98     AV_AFD_SAME         = 8,
99     AV_AFD_4_3          = 9,
100     AV_AFD_16_9         = 10,
101     AV_AFD_14_9         = 11,
102     AV_AFD_4_3_SP_14_9  = 13,
103     AV_AFD_16_9_SP_14_9 = 14,
104     AV_AFD_SP_4_3       = 15,
105 };
106
107 typedef struct AVFrameSideData {
108     enum AVFrameSideDataType type;
109     uint8_t *data;
110     int      size;
111     AVDictionary *metadata;
112 } AVFrameSideData;
113
114 /**
115  * This structure describes decoded (raw) audio or video data.
116  *
117  * AVFrame must be allocated using av_frame_alloc(). Note that this only
118  * allocates the AVFrame itself, the buffers for the data must be managed
119  * through other means (see below).
120  * AVFrame must be freed with av_frame_free().
121  *
122  * AVFrame is typically allocated once and then reused multiple times to hold
123  * different data (e.g. a single AVFrame to hold frames received from a
124  * decoder). In such a case, av_frame_unref() will free any references held by
125  * the frame and reset it to its original clean state before it
126  * is reused again.
127  *
128  * The data described by an AVFrame is usually reference counted through the
129  * AVBuffer API. The underlying buffer references are stored in AVFrame.buf /
130  * AVFrame.extended_buf. An AVFrame is considered to be reference counted if at
131  * least one reference is set, i.e. if AVFrame.buf[0] != NULL. In such a case,
132  * every single data plane must be contained in one of the buffers in
133  * AVFrame.buf or AVFrame.extended_buf.
134  * There may be a single buffer for all the data, or one separate buffer for
135  * each plane, or anything in between.
136  *
137  * sizeof(AVFrame) is not a part of the public ABI, so new fields may be added
138  * to the end with a minor bump.
139  */
140 typedef struct AVFrame {
141 #define AV_NUM_DATA_POINTERS 8
142     /**
143      * pointer to the picture/channel planes.
144      * This might be different from the first allocated byte
145      */
146     uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS];
147
148     /**
149      * For video, size in bytes of each picture line.
150      * For audio, size in bytes of each plane.
151      *
152      * For audio, only linesize[0] may be set. For planar audio, each channel
153      * plane must be the same size.
154      *
155      * @note The linesize may be larger than the size of usable data -- there
156      * may be extra padding present for performance reasons.
157      */
158     int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS];
159
160     /**
161      * pointers to the data planes/channels.
162      *
163      * For video, this should simply point to data[].
164      *
165      * For planar audio, each channel has a separate data pointer, and
166      * linesize[0] contains the size of each channel buffer.
167      * For packed audio, there is just one data pointer, and linesize[0]
168      * contains the total size of the buffer for all channels.
169      *
170      * Note: Both data and extended_data should always be set in a valid frame,
171      * but for planar audio with more channels that can fit in data,
172      * extended_data must be used in order to access all channels.
173      */
174     uint8_t **extended_data;
175
176     /**
177      * width and height of the video frame
178      */
179     int width, height;
180
181     /**
182      * number of audio samples (per channel) described by this frame
183      */
184     int nb_samples;
185
186     /**
187      * format of the frame, -1 if unknown or unset
188      * Values correspond to enum AVPixelFormat for video frames,
189      * enum AVSampleFormat for audio)
190      */
191     int format;
192
193     /**
194      * 1 -> keyframe, 0-> not
195      */
196     int key_frame;
197
198     /**
199      * Picture type of the frame.
200      */
201     enum AVPictureType pict_type;
202
203     /**
204      * Sample aspect ratio for the video frame, 0/1 if unknown/unspecified.
205      */
206     AVRational sample_aspect_ratio;
207
208     /**
209      * Presentation timestamp in time_base units (time when frame should be shown to user).
210      */
211     int64_t pts;
212
213 #if FF_API_PKT_PTS
214     /**
215      * PTS copied from the AVPacket that was decoded to produce this frame.
216      * @deprecated use the pts field instead
217      */
218     attribute_deprecated
219     int64_t pkt_pts;
220 #endif
221
222     /**
223      * DTS copied from the AVPacket that triggered returning this frame.
224      */
225     int64_t pkt_dts;
226
227     /**
228      * picture number in bitstream order
229      */
230     int coded_picture_number;
231     /**
232      * picture number in display order
233      */
234     int display_picture_number;
235
236     /**
237      * quality (between 1 (good) and FF_LAMBDA_MAX (bad))
238      */
239     int quality;
240
241     /**
242      * for some private data of the user
243      */
244     void *opaque;
245
246 #if FF_API_ERROR_FRAME
247     /**
248      * @deprecated unused
249      */
250     attribute_deprecated
251     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
252 #endif
253
254     /**
255      * When decoding, this signals how much the picture must be delayed.
256      * extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
257      */
258     int repeat_pict;
259
260     /**
261      * The content of the picture is interlaced.
262      */
263     int interlaced_frame;
264
265     /**
266      * If the content is interlaced, is top field displayed first.
267      */
268     int top_field_first;
269
270     /**
271      * Tell user application that palette has changed from previous frame.
272      */
273     int palette_has_changed;
274
275     /**
276      * reordered opaque 64 bits (generally an integer or a double precision float
277      * PTS but can be anything).
278      * The user sets AVCodecContext.reordered_opaque to represent the input at
279      * that time,
280      * the decoder reorders values as needed and sets AVFrame.reordered_opaque
281      * to exactly one of the values provided by the user through AVCodecContext.reordered_opaque
282      * @deprecated in favor of pkt_pts
283      */
284     int64_t reordered_opaque;
285
286     /**
287      * Sample rate of the audio data.
288      */
289     int sample_rate;
290
291     /**
292      * Channel layout of the audio data.
293      */
294     uint64_t channel_layout;
295
296     /**
297      * AVBuffer references backing the data for this frame. If all elements of
298      * this array are NULL, then this frame is not reference counted. This array
299      * must be filled contiguously -- if buf[i] is non-NULL then buf[j] must
300      * also be non-NULL for all j < i.
301      *
302      * There may be at most one AVBuffer per data plane, so for video this array
303      * always contains all the references. For planar audio with more than
304      * AV_NUM_DATA_POINTERS channels, there may be more buffers than can fit in
305      * this array. Then the extra AVBufferRef pointers are stored in the
306      * extended_buf array.
307      */
308     AVBufferRef *buf[AV_NUM_DATA_POINTERS];
309
310     /**
311      * For planar audio which requires more than AV_NUM_DATA_POINTERS
312      * AVBufferRef pointers, this array will hold all the references which
313      * cannot fit into AVFrame.buf.
314      *
315      * Note that this is different from AVFrame.extended_data, which always
316      * contains all the pointers. This array only contains the extra pointers,
317      * which cannot fit into AVFrame.buf.
318      *
319      * This array is always allocated using av_malloc() by whoever constructs
320      * the frame. It is freed in av_frame_unref().
321      */
322     AVBufferRef **extended_buf;
323     /**
324      * Number of elements in extended_buf.
325      */
326     int        nb_extended_buf;
327
328     AVFrameSideData **side_data;
329     int            nb_side_data;
330
331 /**
332  * @defgroup lavu_frame_flags AV_FRAME_FLAGS
333  * Flags describing additional frame properties.
334  *
335  * @{
336  */
337
338 /**
339  * The frame data may be corrupted, e.g. due to decoding errors.
340  */
341 #define AV_FRAME_FLAG_CORRUPT       (1 << 0)
342 /**
343  * @}
344  */
345
346     /**
347      * Frame flags, a combination of @ref lavu_frame_flags
348      */
349     int flags;
350
351     enum AVColorRange color_range;
352
353     enum AVColorPrimaries color_primaries;
354
355     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
356
357     enum AVColorSpace colorspace;
358
359     enum AVChromaLocation chroma_location;
360
361     /**
362      * For hwaccel-format frames, this should be a reference to the
363      * AVHWFramesContext describing the frame.
364      */
365     AVBufferRef *hw_frames_ctx;
366 } AVFrame;
367
368 /**
369  * Allocate an AVFrame and set its fields to default values.  The resulting
370  * struct must be freed using av_frame_free().
371  *
372  * @return An AVFrame filled with default values or NULL on failure.
373  *
374  * @note this only allocates the AVFrame itself, not the data buffers. Those
375  * must be allocated through other means, e.g. with av_frame_get_buffer() or
376  * manually.
377  */
378 AVFrame *av_frame_alloc(void);
379
380 /**
381  * Free the frame and any dynamically allocated objects in it,
382  * e.g. extended_data. If the frame is reference counted, it will be
383  * unreferenced first.
384  *
385  * @param frame frame to be freed. The pointer will be set to NULL.
386  */
387 void av_frame_free(AVFrame **frame);
388
389 /**
390  * Set up a new reference to the data described by the source frame.
391  *
392  * Copy frame properties from src to dst and create a new reference for each
393  * AVBufferRef from src.
394  *
395  * If src is not reference counted, new buffers are allocated and the data is
396  * copied.
397  *
398  * @warning: dst MUST have been either unreferenced with av_frame_unref(dst),
399  *           or newly allocated with av_frame_alloc() before calling this
400  *           function, or undefined behavior will occur.
401  *
402  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error
403  */
404 int av_frame_ref(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
405
406 /**
407  * Create a new frame that references the same data as src.
408  *
409  * This is a shortcut for av_frame_alloc()+av_frame_ref().
410  *
411  * @return newly created AVFrame on success, NULL on error.
412  */
413 AVFrame *av_frame_clone(const AVFrame *src);
414
415 /**
416  * Unreference all the buffers referenced by frame and reset the frame fields.
417  */
418 void av_frame_unref(AVFrame *frame);
419
420 /**
421  * Move everything contained in src to dst and reset src.
422  *
423  * @warning: dst is not unreferenced, but directly overwritten without reading
424  *           or deallocating its contents. Call av_frame_unref(dst) manually
425  *           before calling this function to ensure that no memory is leaked.
426  */
427 void av_frame_move_ref(AVFrame *dst, AVFrame *src);
428
429 /**
430  * Allocate new buffer(s) for audio or video data.
431  *
432  * The following fields must be set on frame before calling this function:
433  * - format (pixel format for video, sample format for audio)
434  * - width and height for video
435  * - nb_samples and channel_layout for audio
436  *
437  * This function will fill AVFrame.data and AVFrame.buf arrays and, if
438  * necessary, allocate and fill AVFrame.extended_data and AVFrame.extended_buf.
439  * For planar formats, one buffer will be allocated for each plane.
440  *
441  * @warning: if frame already has been allocated, calling this function will
442  *           leak memory. In addition, undefined behavior can occur in certain
443  *           cases.
444  *
445  * @param frame frame in which to store the new buffers.
446  * @param align required buffer size alignment
447  *
448  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
449  */
450 int av_frame_get_buffer(AVFrame *frame, int align);
451
452 /**
453  * Check if the frame data is writable.
454  *
455  * @return A positive value if the frame data is writable (which is true if and
456  * only if each of the underlying buffers has only one reference, namely the one
457  * stored in this frame). Return 0 otherwise.
458  *
459  * If 1 is returned the answer is valid until av_buffer_ref() is called on any
460  * of the underlying AVBufferRefs (e.g. through av_frame_ref() or directly).
461  *
462  * @see av_frame_make_writable(), av_buffer_is_writable()
463  */
464 int av_frame_is_writable(AVFrame *frame);
465
466 /**
467  * Ensure that the frame data is writable, avoiding data copy if possible.
468  *
469  * Do nothing if the frame is writable, allocate new buffers and copy the data
470  * if it is not.
471  *
472  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
473  *
474  * @see av_frame_is_writable(), av_buffer_is_writable(),
475  * av_buffer_make_writable()
476  */
477 int av_frame_make_writable(AVFrame *frame);
478
479 /**
480  * Copy the frame data from src to dst.
481  *
482  * This function does not allocate anything, dst must be already initialized and
483  * allocated with the same parameters as src.
484  *
485  * This function only copies the frame data (i.e. the contents of the data /
486  * extended data arrays), not any other properties.
487  *
488  * @return >= 0 on success, a negative AVERROR on error.
489  */
490 int av_frame_copy(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
491
492 /**
493  * Copy only "metadata" fields from src to dst.
494  *
495  * Metadata for the purpose of this function are those fields that do not affect
496  * the data layout in the buffers.  E.g. pts, sample rate (for audio) or sample
497  * aspect ratio (for video), but not width/height or channel layout.
498  * Side data is also copied.
499  */
500 int av_frame_copy_props(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
501
502 /**
503  * Get the buffer reference a given data plane is stored in.
504  *
505  * @param plane index of the data plane of interest in frame->extended_data.
506  *
507  * @return the buffer reference that contains the plane or NULL if the input
508  * frame is not valid.
509  */
510 AVBufferRef *av_frame_get_plane_buffer(AVFrame *frame, int plane);
511
512 /**
513  * Add a new side data to a frame.
514  *
515  * @param frame a frame to which the side data should be added
516  * @param type type of the added side data
517  * @param size size of the side data
518  *
519  * @return newly added side data on success, NULL on error
520  */
521 AVFrameSideData *av_frame_new_side_data(AVFrame *frame,
522                                         enum AVFrameSideDataType type,
523                                         int size);
524
525 /**
526  * @return a pointer to the side data of a given type on success, NULL if there
527  * is no side data with such type in this frame.
528  */
529 AVFrameSideData *av_frame_get_side_data(const AVFrame *frame,
530                                         enum AVFrameSideDataType type);
531
532 /**
533  * If side data of the supplied type exists in the frame, free it and remove it
534  * from the frame.
535  */
536 void av_frame_remove_side_data(AVFrame *frame, enum AVFrameSideDataType type);
537
538 /**
539  * @}
540  */
541
542 #endif /* AVUTIL_FRAME_H */