]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/frame.h
Merge commit 'e62a43f6b1a9c0c82e1df33c0c038e32029c0aa4'
[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
69 typedef struct AVFrameSideData {
70     enum AVFrameSideDataType type;
71     uint8_t *data;
72     int      size;
73     AVDictionary *metadata;
74 } AVFrameSideData;
75
76 /**
77  * This structure describes decoded (raw) audio or video data.
78  *
79  * AVFrame must be allocated using av_frame_alloc(). Note that this only
80  * allocates the AVFrame itself, the buffers for the data must be managed
81  * through other means (see below).
82  * AVFrame must be freed with av_frame_free().
83  *
84  * AVFrame is typically allocated once and then reused multiple times to hold
85  * different data (e.g. a single AVFrame to hold frames received from a
86  * decoder). In such a case, av_frame_unref() will free any references held by
87  * the frame and reset it to its original clean state before it
88  * is reused again.
89  *
90  * The data described by an AVFrame is usually reference counted through the
91  * AVBuffer API. The underlying buffer references are stored in AVFrame.buf /
92  * AVFrame.extended_buf. An AVFrame is considered to be reference counted if at
93  * least one reference is set, i.e. if AVFrame.buf[0] != NULL. In such a case,
94  * every single data plane must be contained in one of the buffers in
95  * AVFrame.buf or AVFrame.extended_buf.
96  * There may be a single buffer for all the data, or one separate buffer for
97  * each plane, or anything in between.
98  *
99  * sizeof(AVFrame) is not a part of the public ABI, so new fields may be added
100  * to the end with a minor bump.
101  * Similarly fields that are marked as to be only accessed by
102  * av_opt_ptr() can be reordered. This allows 2 forks to add fields
103  * without breaking compatibility with each other.
104  */
105 typedef struct AVFrame {
106 #define AV_NUM_DATA_POINTERS 8
107     /**
108      * pointer to the picture/channel planes.
109      * This might be different from the first allocated byte
110      *
111      * Some decoders access areas outside 0,0 - width,height, please
112      * see avcodec_align_dimensions2(). Some filters and swscale can read
113      * up to 16 bytes beyond the planes, if these filters are to be used,
114      * then 16 extra bytes must be allocated.
115      */
116     uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS];
117
118     /**
119      * For video, size in bytes of each picture line.
120      * For audio, size in bytes of each plane.
121      *
122      * For audio, only linesize[0] may be set. For planar audio, each channel
123      * plane must be the same size.
124      *
125      * For video the linesizes should be multiplies of the CPUs alignment
126      * preference, this is 16 or 32 for modern desktop CPUs.
127      * Some code requires such alignment other code can be slower without
128      * correct alignment, for yet other it makes no difference.
129      *
130      * @note The linesize may be larger than the size of usable data -- there
131      * may be extra padding present for performance reasons.
132      */
133     int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS];
134
135     /**
136      * pointers to the data planes/channels.
137      *
138      * For video, this should simply point to data[].
139      *
140      * For planar audio, each channel has a separate data pointer, and
141      * linesize[0] contains the size of each channel buffer.
142      * For packed audio, there is just one data pointer, and linesize[0]
143      * contains the total size of the buffer for all channels.
144      *
145      * Note: Both data and extended_data should always be set in a valid frame,
146      * but for planar audio with more channels that can fit in data,
147      * extended_data must be used in order to access all channels.
148      */
149     uint8_t **extended_data;
150
151     /**
152      * width and height of the video frame
153      */
154     int width, height;
155
156     /**
157      * number of audio samples (per channel) described by this frame
158      */
159     int nb_samples;
160
161     /**
162      * format of the frame, -1 if unknown or unset
163      * Values correspond to enum AVPixelFormat for video frames,
164      * enum AVSampleFormat for audio)
165      */
166     int format;
167
168     /**
169      * 1 -> keyframe, 0-> not
170      */
171     int key_frame;
172
173     /**
174      * Picture type of the frame.
175      */
176     enum AVPictureType pict_type;
177
178 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
179     attribute_deprecated
180     uint8_t *base[AV_NUM_DATA_POINTERS];
181 #endif
182
183     /**
184      * Sample aspect ratio for the video frame, 0/1 if unknown/unspecified.
185      */
186     AVRational sample_aspect_ratio;
187
188     /**
189      * Presentation timestamp in time_base units (time when frame should be shown to user).
190      */
191     int64_t pts;
192
193     /**
194      * PTS copied from the AVPacket that was decoded to produce this frame.
195      */
196     int64_t pkt_pts;
197
198     /**
199      * DTS copied from the AVPacket that triggered returning this frame. (if frame threading isnt used)
200      * This is also the Presentation time of this AVFrame calculated from
201      * only AVPacket.dts values without pts values.
202      */
203     int64_t pkt_dts;
204
205     /**
206      * picture number in bitstream order
207      */
208     int coded_picture_number;
209     /**
210      * picture number in display order
211      */
212     int display_picture_number;
213
214     /**
215      * quality (between 1 (good) and FF_LAMBDA_MAX (bad))
216      */
217     int quality;
218
219 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
220     attribute_deprecated
221     int reference;
222
223     /**
224      * QP table
225      */
226     attribute_deprecated
227     int8_t *qscale_table;
228     /**
229      * QP store stride
230      */
231     attribute_deprecated
232     int qstride;
233
234     attribute_deprecated
235     int qscale_type;
236
237     /**
238      * mbskip_table[mb]>=1 if MB didn't change
239      * stride= mb_width = (width+15)>>4
240      */
241     attribute_deprecated
242     uint8_t *mbskip_table;
243
244     /**
245      * motion vector table
246      * @code
247      * example:
248      * int mv_sample_log2= 4 - motion_subsample_log2;
249      * int mb_width= (width+15)>>4;
250      * int mv_stride= (mb_width << mv_sample_log2) + 1;
251      * motion_val[direction][x + y*mv_stride][0->mv_x, 1->mv_y];
252      * @endcode
253      */
254     attribute_deprecated
255     int16_t (*motion_val[2])[2];
256
257     /**
258      * macroblock type table
259      * mb_type_base + mb_width + 2
260      */
261     attribute_deprecated
262     uint32_t *mb_type;
263
264     /**
265      * DCT coefficients
266      */
267     attribute_deprecated
268     short *dct_coeff;
269
270     /**
271      * motion reference frame index
272      * the order in which these are stored can depend on the codec.
273      */
274     attribute_deprecated
275     int8_t *ref_index[2];
276 #endif
277
278     /**
279      * for some private data of the user
280      */
281     void *opaque;
282
283     /**
284      * error
285      */
286     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
287
288 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
289     attribute_deprecated
290     int type;
291 #endif
292
293     /**
294      * When decoding, this signals how much the picture must be delayed.
295      * extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
296      */
297     int repeat_pict;
298
299     /**
300      * The content of the picture is interlaced.
301      */
302     int interlaced_frame;
303
304     /**
305      * If the content is interlaced, is top field displayed first.
306      */
307     int top_field_first;
308
309     /**
310      * Tell user application that palette has changed from previous frame.
311      */
312     int palette_has_changed;
313
314 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
315     attribute_deprecated
316     int buffer_hints;
317
318     /**
319      * Pan scan.
320      */
321     attribute_deprecated
322     struct AVPanScan *pan_scan;
323 #endif
324
325     /**
326      * reordered opaque 64bit (generally an integer or a double precision float
327      * PTS but can be anything).
328      * The user sets AVCodecContext.reordered_opaque to represent the input at
329      * that time,
330      * the decoder reorders values as needed and sets AVFrame.reordered_opaque
331      * to exactly one of the values provided by the user through AVCodecContext.reordered_opaque
332      * @deprecated in favor of pkt_pts
333      */
334     int64_t reordered_opaque;
335
336 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
337     /**
338      * @deprecated this field is unused
339      */
340     attribute_deprecated void *hwaccel_picture_private;
341
342     attribute_deprecated
343     struct AVCodecContext *owner;
344     attribute_deprecated
345     void *thread_opaque;
346
347     /**
348      * log2 of the size of the block which a single vector in motion_val represents:
349      * (4->16x16, 3->8x8, 2-> 4x4, 1-> 2x2)
350      */
351     attribute_deprecated
352     uint8_t motion_subsample_log2;
353 #endif
354
355     /**
356      * Sample rate of the audio data.
357      */
358     int sample_rate;
359
360     /**
361      * Channel layout of the audio data.
362      */
363     uint64_t channel_layout;
364
365     /**
366      * AVBuffer references backing the data for this frame. If all elements of
367      * this array are NULL, then this frame is not reference counted.
368      *
369      * There may be at most one AVBuffer per data plane, so for video this array
370      * always contains all the references. For planar audio with more than
371      * AV_NUM_DATA_POINTERS channels, there may be more buffers than can fit in
372      * this array. Then the extra AVBufferRef pointers are stored in the
373      * extended_buf array.
374      */
375     AVBufferRef *buf[AV_NUM_DATA_POINTERS];
376
377     /**
378      * For planar audio which requires more than AV_NUM_DATA_POINTERS
379      * AVBufferRef pointers, this array will hold all the references which
380      * cannot fit into AVFrame.buf.
381      *
382      * Note that this is different from AVFrame.extended_data, which always
383      * contains all the pointers. This array only contains the extra pointers,
384      * which cannot fit into AVFrame.buf.
385      *
386      * This array is always allocated using av_malloc() by whoever constructs
387      * the frame. It is freed in av_frame_unref().
388      */
389     AVBufferRef **extended_buf;
390     /**
391      * Number of elements in extended_buf.
392      */
393     int        nb_extended_buf;
394
395     AVFrameSideData **side_data;
396     int            nb_side_data;
397
398 /**
399  * The frame data may be corrupted, e.g. due to decoding errors.
400  */
401 #define AV_FRAME_FLAG_CORRUPT       (1 << 0)
402
403     /**
404      * Frame flags, a combination of AV_FRAME_FLAG_*
405      */
406     int flags;
407
408     /**
409      * frame timestamp estimated using various heuristics, in stream time base
410      * Code outside libavcodec should access this field using:
411      * av_frame_get_best_effort_timestamp(frame)
412      * - encoding: unused
413      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
414      */
415     int64_t best_effort_timestamp;
416
417     /**
418      * reordered pos from the last AVPacket that has been input into the decoder
419      * Code outside libavcodec should access this field using:
420      * av_frame_get_pkt_pos(frame)
421      * - encoding: unused
422      * - decoding: Read by user.
423      */
424     int64_t pkt_pos;
425
426     /**
427      * duration of the corresponding packet, expressed in
428      * AVStream->time_base units, 0 if unknown.
429      * Code outside libavcodec should access this field using:
430      * av_frame_get_pkt_duration(frame)
431      * - encoding: unused
432      * - decoding: Read by user.
433      */
434     int64_t pkt_duration;
435
436     /**
437      * metadata.
438      * Code outside libavcodec should access this field using:
439      * av_frame_get_metadata(frame)
440      * - encoding: Set by user.
441      * - decoding: Set by libavcodec.
442      */
443     AVDictionary *metadata;
444
445     /**
446      * decode error flags of the frame, set to a combination of
447      * FF_DECODE_ERROR_xxx flags if the decoder produced a frame, but there
448      * were errors during the decoding.
449      * Code outside libavcodec should access this field using:
450      * av_frame_get_decode_error_flags(frame)
451      * - encoding: unused
452      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
453      */
454     int decode_error_flags;
455 #define FF_DECODE_ERROR_INVALID_BITSTREAM   1
456 #define FF_DECODE_ERROR_MISSING_REFERENCE   2
457
458     /**
459      * number of audio channels, only used for audio.
460      * Code outside libavcodec should access this field using:
461      * av_frame_get_channels(frame)
462      * - encoding: unused
463      * - decoding: Read by user.
464      */
465     int channels;
466
467     /**
468      * size of the corresponding packet containing the compressed
469      * frame. It must be accessed using av_frame_get_pkt_size() and
470      * av_frame_set_pkt_size().
471      * It is set to a negative value if unknown.
472      * - encoding: unused
473      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
474      */
475     int pkt_size;
476
477     /**
478      * YUV colorspace type.
479      * It must be accessed using av_frame_get_colorspace() and
480      * av_frame_set_colorspace().
481      * - encoding: Set by user
482      * - decoding: Set by libavcodec
483      */
484     enum AVColorSpace colorspace;
485
486     /**
487      * MPEG vs JPEG YUV range.
488      * It must be accessed using av_frame_get_color_range() and
489      * av_frame_set_color_range().
490      * - encoding: Set by user
491      * - decoding: Set by libavcodec
492      */
493     enum AVColorRange color_range;
494
495
496     /**
497      * Not to be accessed directly from outside libavutil
498      */
499     AVBufferRef *qp_table_buf;
500 } AVFrame;
501
502 /**
503  * Accessors for some AVFrame fields.
504  * The position of these field in the structure is not part of the ABI,
505  * they should not be accessed directly outside libavcodec.
506  */
507 int64_t av_frame_get_best_effort_timestamp(const AVFrame *frame);
508 void    av_frame_set_best_effort_timestamp(AVFrame *frame, int64_t val);
509 int64_t av_frame_get_pkt_duration         (const AVFrame *frame);
510 void    av_frame_set_pkt_duration         (AVFrame *frame, int64_t val);
511 int64_t av_frame_get_pkt_pos              (const AVFrame *frame);
512 void    av_frame_set_pkt_pos              (AVFrame *frame, int64_t val);
513 int64_t av_frame_get_channel_layout       (const AVFrame *frame);
514 void    av_frame_set_channel_layout       (AVFrame *frame, int64_t val);
515 int     av_frame_get_channels             (const AVFrame *frame);
516 void    av_frame_set_channels             (AVFrame *frame, int     val);
517 int     av_frame_get_sample_rate          (const AVFrame *frame);
518 void    av_frame_set_sample_rate          (AVFrame *frame, int     val);
519 AVDictionary *av_frame_get_metadata       (const AVFrame *frame);
520 void          av_frame_set_metadata       (AVFrame *frame, AVDictionary *val);
521 int     av_frame_get_decode_error_flags   (const AVFrame *frame);
522 void    av_frame_set_decode_error_flags   (AVFrame *frame, int     val);
523 int     av_frame_get_pkt_size(const AVFrame *frame);
524 void    av_frame_set_pkt_size(AVFrame *frame, int val);
525 AVDictionary **avpriv_frame_get_metadatap(AVFrame *frame);
526 int8_t *av_frame_get_qp_table(AVFrame *f, int *stride, int *type);
527 int av_frame_set_qp_table(AVFrame *f, AVBufferRef *buf, int stride, int type);
528 enum AVColorSpace av_frame_get_colorspace(const AVFrame *frame);
529 void    av_frame_set_colorspace(AVFrame *frame, enum AVColorSpace val);
530 enum AVColorRange av_frame_get_color_range(const AVFrame *frame);
531 void    av_frame_set_color_range(AVFrame *frame, enum AVColorRange val);
532
533 /**
534  * Get the name of a colorspace.
535  * @return a static string identifying the colorspace; can be NULL.
536  */
537 const char *av_get_colorspace_name(enum AVColorSpace val);
538
539 /**
540  * Allocate an AVFrame and set its fields to default values.  The resulting
541  * struct must be freed using av_frame_free().
542  *
543  * @return An AVFrame filled with default values or NULL on failure.
544  *
545  * @note this only allocates the AVFrame itself, not the data buffers. Those
546  * must be allocated through other means, e.g. with av_frame_get_buffer() or
547  * manually.
548  */
549 AVFrame *av_frame_alloc(void);
550
551 /**
552  * Free the frame and any dynamically allocated objects in it,
553  * e.g. extended_data. If the frame is reference counted, it will be
554  * unreferenced first.
555  *
556  * @param frame frame to be freed. The pointer will be set to NULL.
557  */
558 void av_frame_free(AVFrame **frame);
559
560 /**
561  * Setup a new reference to the data described by a given frame.
562  *
563  * Copy frame properties from src to dst and create a new reference for each
564  * AVBufferRef from src.
565  *
566  * If src is not reference counted, new buffers are allocated and the data is
567  * copied.
568  *
569  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error
570  */
571 int av_frame_ref(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
572
573 /**
574  * Create a new frame that references the same data as src.
575  *
576  * This is a shortcut for av_frame_alloc()+av_frame_ref().
577  *
578  * @return newly created AVFrame on success, NULL on error.
579  */
580 AVFrame *av_frame_clone(const AVFrame *src);
581
582 /**
583  * Unreference all the buffers referenced by frame and reset the frame fields.
584  */
585 void av_frame_unref(AVFrame *frame);
586
587 /**
588  * Move everythnig contained in src to dst and reset src.
589  */
590 void av_frame_move_ref(AVFrame *dst, AVFrame *src);
591
592 /**
593  * Allocate new buffer(s) for audio or video data.
594  *
595  * The following fields must be set on frame before calling this function:
596  * - format (pixel format for video, sample format for audio)
597  * - width and height for video
598  * - nb_samples and channel_layout for audio
599  *
600  * This function will fill AVFrame.data and AVFrame.buf arrays and, if
601  * necessary, allocate and fill AVFrame.extended_data and AVFrame.extended_buf.
602  * For planar formats, one buffer will be allocated for each plane.
603  *
604  * @param frame frame in which to store the new buffers.
605  * @param align required buffer size alignment
606  *
607  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
608  */
609 int av_frame_get_buffer(AVFrame *frame, int align);
610
611 /**
612  * Check if the frame data is writable.
613  *
614  * @return A positive value if the frame data is writable (which is true if and
615  * only if each of the underlying buffers has only one reference, namely the one
616  * stored in this frame). Return 0 otherwise.
617  *
618  * If 1 is returned the answer is valid until av_buffer_ref() is called on any
619  * of the underlying AVBufferRefs (e.g. through av_frame_ref() or directly).
620  *
621  * @see av_frame_make_writable(), av_buffer_is_writable()
622  */
623 int av_frame_is_writable(AVFrame *frame);
624
625 /**
626  * Ensure that the frame data is writable, avoiding data copy if possible.
627  *
628  * Do nothing if the frame is writable, allocate new buffers and copy the data
629  * if it is not.
630  *
631  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
632  *
633  * @see av_frame_is_writable(), av_buffer_is_writable(),
634  * av_buffer_make_writable()
635  */
636 int av_frame_make_writable(AVFrame *frame);
637
638 /**
639  * Copy only "metadata" fields from src to dst.
640  *
641  * Metadata for the purpose of this function are those fields that do not affect
642  * the data layout in the buffers.  E.g. pts, sample rate (for audio) or sample
643  * aspect ratio (for video), but not width/height or channel layout.
644  * Side data is also copied.
645  */
646 int av_frame_copy_props(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
647
648 /**
649  * Get the buffer reference a given data plane is stored in.
650  *
651  * @param plane index of the data plane of interest in frame->extended_data.
652  *
653  * @return the buffer reference that contains the plane or NULL if the input
654  * frame is not valid.
655  */
656 AVBufferRef *av_frame_get_plane_buffer(AVFrame *frame, int plane);
657
658 /**
659  * Add a new side data to a frame.
660  *
661  * @param frame a frame to which the side data should be added
662  * @param type type of the added side data
663  * @param size size of the side data
664  *
665  * @return newly added side data on success, NULL on error
666  */
667 AVFrameSideData *av_frame_new_side_data(AVFrame *frame,
668                                         enum AVFrameSideDataType type,
669                                         int size);
670
671 /**
672  * @return a pointer to the side data of a given type on success, NULL if there
673  * is no side data with such type in this frame.
674  */
675 AVFrameSideData *av_frame_get_side_data(const AVFrame *frame,
676                                         enum AVFrameSideDataType type);
677
678 #endif /* AVUTIL_FRAME_H */