]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/frame.h
lavu/frame: put frame QP elements under a new version guard
[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 /**
21  * @file
22  * @ingroup lavu_frame
23  * reference-counted frame API
24  */
25
26 #ifndef AVUTIL_FRAME_H
27 #define AVUTIL_FRAME_H
28
29 #include <stdint.h>
30
31 #include "avutil.h"
32 #include "buffer.h"
33 #include "dict.h"
34 #include "rational.h"
35 #include "samplefmt.h"
36 #include "pixfmt.h"
37 #include "version.h"
38
39
40 /**
41  * @defgroup lavu_frame AVFrame
42  * @ingroup lavu_data
43  *
44  * @{
45  * AVFrame is an abstraction for reference-counted raw multimedia data.
46  */
47
48 enum AVFrameSideDataType {
49     /**
50      * The data is the AVPanScan struct defined in libavcodec.
51      */
52     AV_FRAME_DATA_PANSCAN,
53     /**
54      * ATSC A53 Part 4 Closed Captions.
55      * A53 CC bitstream is stored as uint8_t in AVFrameSideData.data.
56      * The number of bytes of CC data is AVFrameSideData.size.
57      */
58     AV_FRAME_DATA_A53_CC,
59     /**
60      * Stereoscopic 3d metadata.
61      * The data is the AVStereo3D struct defined in libavutil/stereo3d.h.
62      */
63     AV_FRAME_DATA_STEREO3D,
64     /**
65      * The data is the AVMatrixEncoding enum defined in libavutil/channel_layout.h.
66      */
67     AV_FRAME_DATA_MATRIXENCODING,
68     /**
69      * Metadata relevant to a downmix procedure.
70      * The data is the AVDownmixInfo struct defined in libavutil/downmix_info.h.
71      */
72     AV_FRAME_DATA_DOWNMIX_INFO,
73     /**
74      * ReplayGain information in the form of the AVReplayGain struct.
75      */
76     AV_FRAME_DATA_REPLAYGAIN,
77     /**
78      * This side data contains a 3x3 transformation matrix describing an affine
79      * transformation that needs to be applied to the frame for correct
80      * presentation.
81      *
82      * See libavutil/display.h for a detailed description of the data.
83      */
84     AV_FRAME_DATA_DISPLAYMATRIX,
85     /**
86      * Active Format Description data consisting of a single byte as specified
87      * in ETSI TS 101 154 using AVActiveFormatDescription enum.
88      */
89     AV_FRAME_DATA_AFD,
90     /**
91      * Motion vectors exported by some codecs (on demand through the export_mvs
92      * flag set in the libavcodec AVCodecContext flags2 option).
93      * The data is the AVMotionVector struct defined in
94      * libavutil/motion_vector.h.
95      */
96     AV_FRAME_DATA_MOTION_VECTORS,
97     /**
98      * Recommmends skipping the specified number of samples. This is exported
99      * only if the "skip_manual" AVOption is set in libavcodec.
100      * This has the same format as AV_PKT_DATA_SKIP_SAMPLES.
101      * @code
102      * u32le number of samples to skip from start of this packet
103      * u32le number of samples to skip from end of this packet
104      * u8    reason for start skip
105      * u8    reason for end   skip (0=padding silence, 1=convergence)
106      * @endcode
107      */
108     AV_FRAME_DATA_SKIP_SAMPLES,
109
110     /**
111      * This side data must be associated with an audio frame and corresponds to
112      * enum AVAudioServiceType defined in avcodec.h.
113      */
114     AV_FRAME_DATA_AUDIO_SERVICE_TYPE,
115 };
116
117 enum AVActiveFormatDescription {
118     AV_AFD_SAME         = 8,
119     AV_AFD_4_3          = 9,
120     AV_AFD_16_9         = 10,
121     AV_AFD_14_9         = 11,
122     AV_AFD_4_3_SP_14_9  = 13,
123     AV_AFD_16_9_SP_14_9 = 14,
124     AV_AFD_SP_4_3       = 15,
125 };
126
127
128 /**
129  * Structure to hold side data for an AVFrame.
130  *
131  * sizeof(AVFrameSideData) is not a part of the public ABI, so new fields may be added
132  * to the end with a minor bump.
133  */
134 typedef struct AVFrameSideData {
135     enum AVFrameSideDataType type;
136     uint8_t *data;
137     int      size;
138     AVDictionary *metadata;
139     AVBufferRef *buf;
140 } AVFrameSideData;
141
142 /**
143  * This structure describes decoded (raw) audio or video data.
144  *
145  * AVFrame must be allocated using av_frame_alloc(). Note that this only
146  * allocates the AVFrame itself, the buffers for the data must be managed
147  * through other means (see below).
148  * AVFrame must be freed with av_frame_free().
149  *
150  * AVFrame is typically allocated once and then reused multiple times to hold
151  * different data (e.g. a single AVFrame to hold frames received from a
152  * decoder). In such a case, av_frame_unref() will free any references held by
153  * the frame and reset it to its original clean state before it
154  * is reused again.
155  *
156  * The data described by an AVFrame is usually reference counted through the
157  * AVBuffer API. The underlying buffer references are stored in AVFrame.buf /
158  * AVFrame.extended_buf. An AVFrame is considered to be reference counted if at
159  * least one reference is set, i.e. if AVFrame.buf[0] != NULL. In such a case,
160  * every single data plane must be contained in one of the buffers in
161  * AVFrame.buf or AVFrame.extended_buf.
162  * There may be a single buffer for all the data, or one separate buffer for
163  * each plane, or anything in between.
164  *
165  * sizeof(AVFrame) is not a part of the public ABI, so new fields may be added
166  * to the end with a minor bump.
167  * Similarly fields that are marked as to be only accessed by
168  * av_opt_ptr() can be reordered. This allows 2 forks to add fields
169  * without breaking compatibility with each other.
170  */
171 typedef struct AVFrame {
172 #define AV_NUM_DATA_POINTERS 8
173     /**
174      * pointer to the picture/channel planes.
175      * This might be different from the first allocated byte
176      *
177      * Some decoders access areas outside 0,0 - width,height, please
178      * see avcodec_align_dimensions2(). Some filters and swscale can read
179      * up to 16 bytes beyond the planes, if these filters are to be used,
180      * then 16 extra bytes must be allocated.
181      */
182     uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS];
183
184     /**
185      * For video, size in bytes of each picture line.
186      * For audio, size in bytes of each plane.
187      *
188      * For audio, only linesize[0] may be set. For planar audio, each channel
189      * plane must be the same size.
190      *
191      * For video the linesizes should be multiples of the CPUs alignment
192      * preference, this is 16 or 32 for modern desktop CPUs.
193      * Some code requires such alignment other code can be slower without
194      * correct alignment, for yet other it makes no difference.
195      *
196      * @note The linesize may be larger than the size of usable data -- there
197      * may be extra padding present for performance reasons.
198      */
199     int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS];
200
201     /**
202      * pointers to the data planes/channels.
203      *
204      * For video, this should simply point to data[].
205      *
206      * For planar audio, each channel has a separate data pointer, and
207      * linesize[0] contains the size of each channel buffer.
208      * For packed audio, there is just one data pointer, and linesize[0]
209      * contains the total size of the buffer for all channels.
210      *
211      * Note: Both data and extended_data should always be set in a valid frame,
212      * but for planar audio with more channels that can fit in data,
213      * extended_data must be used in order to access all channels.
214      */
215     uint8_t **extended_data;
216
217     /**
218      * width and height of the video frame
219      */
220     int width, height;
221
222     /**
223      * number of audio samples (per channel) described by this frame
224      */
225     int nb_samples;
226
227     /**
228      * format of the frame, -1 if unknown or unset
229      * Values correspond to enum AVPixelFormat for video frames,
230      * enum AVSampleFormat for audio)
231      */
232     int format;
233
234     /**
235      * 1 -> keyframe, 0-> not
236      */
237     int key_frame;
238
239     /**
240      * Picture type of the frame.
241      */
242     enum AVPictureType pict_type;
243
244     /**
245      * Sample aspect ratio for the video frame, 0/1 if unknown/unspecified.
246      */
247     AVRational sample_aspect_ratio;
248
249     /**
250      * Presentation timestamp in time_base units (time when frame should be shown to user).
251      */
252     int64_t pts;
253
254     /**
255      * PTS copied from the AVPacket that was decoded to produce this frame.
256      */
257     int64_t pkt_pts;
258
259     /**
260      * DTS copied from the AVPacket that triggered returning this frame. (if frame threading isn't used)
261      * This is also the Presentation time of this AVFrame calculated from
262      * only AVPacket.dts values without pts values.
263      */
264     int64_t pkt_dts;
265
266     /**
267      * picture number in bitstream order
268      */
269     int coded_picture_number;
270     /**
271      * picture number in display order
272      */
273     int display_picture_number;
274
275     /**
276      * quality (between 1 (good) and FF_LAMBDA_MAX (bad))
277      */
278     int quality;
279
280     /**
281      * for some private data of the user
282      */
283     void *opaque;
284
285     /**
286      * error
287      */
288     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
289
290     /**
291      * When decoding, this signals how much the picture must be delayed.
292      * extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
293      */
294     int repeat_pict;
295
296     /**
297      * The content of the picture is interlaced.
298      */
299     int interlaced_frame;
300
301     /**
302      * If the content is interlaced, is top field displayed first.
303      */
304     int top_field_first;
305
306     /**
307      * Tell user application that palette has changed from previous frame.
308      */
309     int palette_has_changed;
310
311     /**
312      * reordered opaque 64bit (generally an integer or a double precision float
313      * PTS but can be anything).
314      * The user sets AVCodecContext.reordered_opaque to represent the input at
315      * that time,
316      * the decoder reorders values as needed and sets AVFrame.reordered_opaque
317      * to exactly one of the values provided by the user through AVCodecContext.reordered_opaque
318      * @deprecated in favor of pkt_pts
319      */
320     int64_t reordered_opaque;
321
322     /**
323      * Sample rate of the audio data.
324      */
325     int sample_rate;
326
327     /**
328      * Channel layout of the audio data.
329      */
330     uint64_t channel_layout;
331
332     /**
333      * AVBuffer references backing the data for this frame. If all elements of
334      * this array are NULL, then this frame is not reference counted. This array
335      * must be filled contiguously -- if buf[i] is non-NULL then buf[j] must
336      * also be non-NULL for all j < i.
337      *
338      * There may be at most one AVBuffer per data plane, so for video this array
339      * always contains all the references. For planar audio with more than
340      * AV_NUM_DATA_POINTERS channels, there may be more buffers than can fit in
341      * this array. Then the extra AVBufferRef pointers are stored in the
342      * extended_buf array.
343      */
344     AVBufferRef *buf[AV_NUM_DATA_POINTERS];
345
346     /**
347      * For planar audio which requires more than AV_NUM_DATA_POINTERS
348      * AVBufferRef pointers, this array will hold all the references which
349      * cannot fit into AVFrame.buf.
350      *
351      * Note that this is different from AVFrame.extended_data, which always
352      * contains all the pointers. This array only contains the extra pointers,
353      * which cannot fit into AVFrame.buf.
354      *
355      * This array is always allocated using av_malloc() by whoever constructs
356      * the frame. It is freed in av_frame_unref().
357      */
358     AVBufferRef **extended_buf;
359     /**
360      * Number of elements in extended_buf.
361      */
362     int        nb_extended_buf;
363
364     AVFrameSideData **side_data;
365     int            nb_side_data;
366
367 /**
368  * @defgroup lavu_frame_flags AV_FRAME_FLAGS
369  * Flags describing additional frame properties.
370  *
371  * @{
372  */
373
374 /**
375  * The frame data may be corrupted, e.g. due to decoding errors.
376  */
377 #define AV_FRAME_FLAG_CORRUPT       (1 << 0)
378 /**
379  * @}
380  */
381
382     /**
383      * Frame flags, a combination of @ref lavu_frame_flags
384      */
385     int flags;
386
387     /**
388      * MPEG vs JPEG YUV range.
389      * It must be accessed using av_frame_get_color_range() and
390      * av_frame_set_color_range().
391      * - encoding: Set by user
392      * - decoding: Set by libavcodec
393      */
394     enum AVColorRange color_range;
395
396     enum AVColorPrimaries color_primaries;
397
398     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
399
400     /**
401      * YUV colorspace type.
402      * It must be accessed using av_frame_get_colorspace() and
403      * av_frame_set_colorspace().
404      * - encoding: Set by user
405      * - decoding: Set by libavcodec
406      */
407     enum AVColorSpace colorspace;
408
409     enum AVChromaLocation chroma_location;
410
411     /**
412      * frame timestamp estimated using various heuristics, in stream time base
413      * Code outside libavutil should access this field using:
414      * av_frame_get_best_effort_timestamp(frame)
415      * - encoding: unused
416      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
417      */
418     int64_t best_effort_timestamp;
419
420     /**
421      * reordered pos from the last AVPacket that has been input into the decoder
422      * Code outside libavutil should access this field using:
423      * av_frame_get_pkt_pos(frame)
424      * - encoding: unused
425      * - decoding: Read by user.
426      */
427     int64_t pkt_pos;
428
429     /**
430      * duration of the corresponding packet, expressed in
431      * AVStream->time_base units, 0 if unknown.
432      * Code outside libavutil should access this field using:
433      * av_frame_get_pkt_duration(frame)
434      * - encoding: unused
435      * - decoding: Read by user.
436      */
437     int64_t pkt_duration;
438
439     /**
440      * metadata.
441      * Code outside libavutil should access this field using:
442      * av_frame_get_metadata(frame)
443      * - encoding: Set by user.
444      * - decoding: Set by libavcodec.
445      */
446     AVDictionary *metadata;
447
448     /**
449      * decode error flags of the frame, set to a combination of
450      * FF_DECODE_ERROR_xxx flags if the decoder produced a frame, but there
451      * were errors during the decoding.
452      * Code outside libavutil should access this field using:
453      * av_frame_get_decode_error_flags(frame)
454      * - encoding: unused
455      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
456      */
457     int decode_error_flags;
458 #define FF_DECODE_ERROR_INVALID_BITSTREAM   1
459 #define FF_DECODE_ERROR_MISSING_REFERENCE   2
460
461     /**
462      * number of audio channels, only used for audio.
463      * Code outside libavutil should access this field using:
464      * av_frame_get_channels(frame)
465      * - encoding: unused
466      * - decoding: Read by user.
467      */
468     int channels;
469
470     /**
471      * size of the corresponding packet containing the compressed
472      * frame. It must be accessed using av_frame_get_pkt_size() and
473      * av_frame_set_pkt_size().
474      * It is set to a negative value if unknown.
475      * - encoding: unused
476      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
477      */
478     int pkt_size;
479
480 #if FF_API_FRAME_QP
481     /**
482      * QP table
483      * Not to be accessed directly from outside libavutil
484      */
485     attribute_deprecated
486     int8_t *qscale_table;
487     /**
488      * QP store stride
489      * Not to be accessed directly from outside libavutil
490      */
491     attribute_deprecated
492     int qstride;
493
494     attribute_deprecated
495     int qscale_type;
496
497     /**
498      * Not to be accessed directly from outside libavutil
499      */
500     AVBufferRef *qp_table_buf;
501 #endif
502 } AVFrame;
503
504 /**
505  * Accessors for some AVFrame fields.
506  * The position of these field in the structure is not part of the ABI,
507  * they should not be accessed directly outside libavutil.
508  */
509 int64_t av_frame_get_best_effort_timestamp(const AVFrame *frame);
510 void    av_frame_set_best_effort_timestamp(AVFrame *frame, int64_t val);
511 int64_t av_frame_get_pkt_duration         (const AVFrame *frame);
512 void    av_frame_set_pkt_duration         (AVFrame *frame, int64_t val);
513 int64_t av_frame_get_pkt_pos              (const AVFrame *frame);
514 void    av_frame_set_pkt_pos              (AVFrame *frame, int64_t val);
515 int64_t av_frame_get_channel_layout       (const AVFrame *frame);
516 void    av_frame_set_channel_layout       (AVFrame *frame, int64_t val);
517 int     av_frame_get_channels             (const AVFrame *frame);
518 void    av_frame_set_channels             (AVFrame *frame, int     val);
519 int     av_frame_get_sample_rate          (const AVFrame *frame);
520 void    av_frame_set_sample_rate          (AVFrame *frame, int     val);
521 AVDictionary *av_frame_get_metadata       (const AVFrame *frame);
522 void          av_frame_set_metadata       (AVFrame *frame, AVDictionary *val);
523 int     av_frame_get_decode_error_flags   (const AVFrame *frame);
524 void    av_frame_set_decode_error_flags   (AVFrame *frame, int     val);
525 int     av_frame_get_pkt_size(const AVFrame *frame);
526 void    av_frame_set_pkt_size(AVFrame *frame, int val);
527 AVDictionary **avpriv_frame_get_metadatap(AVFrame *frame);
528 #if FF_API_FRAME_QP
529 int8_t *av_frame_get_qp_table(AVFrame *f, int *stride, int *type);
530 int av_frame_set_qp_table(AVFrame *f, AVBufferRef *buf, int stride, int type);
531 #endif
532 enum AVColorSpace av_frame_get_colorspace(const AVFrame *frame);
533 void    av_frame_set_colorspace(AVFrame *frame, enum AVColorSpace val);
534 enum AVColorRange av_frame_get_color_range(const AVFrame *frame);
535 void    av_frame_set_color_range(AVFrame *frame, enum AVColorRange val);
536
537 /**
538  * Get the name of a colorspace.
539  * @return a static string identifying the colorspace; can be NULL.
540  */
541 const char *av_get_colorspace_name(enum AVColorSpace val);
542
543 /**
544  * Allocate an AVFrame and set its fields to default values.  The resulting
545  * struct must be freed using av_frame_free().
546  *
547  * @return An AVFrame filled with default values or NULL on failure.
548  *
549  * @note this only allocates the AVFrame itself, not the data buffers. Those
550  * must be allocated through other means, e.g. with av_frame_get_buffer() or
551  * manually.
552  */
553 AVFrame *av_frame_alloc(void);
554
555 /**
556  * Free the frame and any dynamically allocated objects in it,
557  * e.g. extended_data. If the frame is reference counted, it will be
558  * unreferenced first.
559  *
560  * @param frame frame to be freed. The pointer will be set to NULL.
561  */
562 void av_frame_free(AVFrame **frame);
563
564 /**
565  * Set up a new reference to the data described by the source frame.
566  *
567  * Copy frame properties from src to dst and create a new reference for each
568  * AVBufferRef from src.
569  *
570  * If src is not reference counted, new buffers are allocated and the data is
571  * copied.
572  *
573  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error
574  */
575 int av_frame_ref(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
576
577 /**
578  * Create a new frame that references the same data as src.
579  *
580  * This is a shortcut for av_frame_alloc()+av_frame_ref().
581  *
582  * @return newly created AVFrame on success, NULL on error.
583  */
584 AVFrame *av_frame_clone(const AVFrame *src);
585
586 /**
587  * Unreference all the buffers referenced by frame and reset the frame fields.
588  */
589 void av_frame_unref(AVFrame *frame);
590
591 /**
592  * Move everything contained in src to dst and reset src.
593  */
594 void av_frame_move_ref(AVFrame *dst, AVFrame *src);
595
596 /**
597  * Allocate new buffer(s) for audio or video data.
598  *
599  * The following fields must be set on frame before calling this function:
600  * - format (pixel format for video, sample format for audio)
601  * - width and height for video
602  * - nb_samples and channel_layout for audio
603  *
604  * This function will fill AVFrame.data and AVFrame.buf arrays and, if
605  * necessary, allocate and fill AVFrame.extended_data and AVFrame.extended_buf.
606  * For planar formats, one buffer will be allocated for each plane.
607  *
608  * @param frame frame in which to store the new buffers.
609  * @param align required buffer size alignment
610  *
611  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
612  */
613 int av_frame_get_buffer(AVFrame *frame, int align);
614
615 /**
616  * Check if the frame data is writable.
617  *
618  * @return A positive value if the frame data is writable (which is true if and
619  * only if each of the underlying buffers has only one reference, namely the one
620  * stored in this frame). Return 0 otherwise.
621  *
622  * If 1 is returned the answer is valid until av_buffer_ref() is called on any
623  * of the underlying AVBufferRefs (e.g. through av_frame_ref() or directly).
624  *
625  * @see av_frame_make_writable(), av_buffer_is_writable()
626  */
627 int av_frame_is_writable(AVFrame *frame);
628
629 /**
630  * Ensure that the frame data is writable, avoiding data copy if possible.
631  *
632  * Do nothing if the frame is writable, allocate new buffers and copy the data
633  * if it is not.
634  *
635  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
636  *
637  * @see av_frame_is_writable(), av_buffer_is_writable(),
638  * av_buffer_make_writable()
639  */
640 int av_frame_make_writable(AVFrame *frame);
641
642 /**
643  * Copy the frame data from src to dst.
644  *
645  * This function does not allocate anything, dst must be already initialized and
646  * allocated with the same parameters as src.
647  *
648  * This function only copies the frame data (i.e. the contents of the data /
649  * extended data arrays), not any other properties.
650  *
651  * @return >= 0 on success, a negative AVERROR on error.
652  */
653 int av_frame_copy(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
654
655 /**
656  * Copy only "metadata" fields from src to dst.
657  *
658  * Metadata for the purpose of this function are those fields that do not affect
659  * the data layout in the buffers.  E.g. pts, sample rate (for audio) or sample
660  * aspect ratio (for video), but not width/height or channel layout.
661  * Side data is also copied.
662  */
663 int av_frame_copy_props(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
664
665 /**
666  * Get the buffer reference a given data plane is stored in.
667  *
668  * @param plane index of the data plane of interest in frame->extended_data.
669  *
670  * @return the buffer reference that contains the plane or NULL if the input
671  * frame is not valid.
672  */
673 AVBufferRef *av_frame_get_plane_buffer(AVFrame *frame, int plane);
674
675 /**
676  * Add a new side data to a frame.
677  *
678  * @param frame a frame to which the side data should be added
679  * @param type type of the added side data
680  * @param size size of the side data
681  *
682  * @return newly added side data on success, NULL on error
683  */
684 AVFrameSideData *av_frame_new_side_data(AVFrame *frame,
685                                         enum AVFrameSideDataType type,
686                                         int size);
687
688 /**
689  * @return a pointer to the side data of a given type on success, NULL if there
690  * is no side data with such type in this frame.
691  */
692 AVFrameSideData *av_frame_get_side_data(const AVFrame *frame,
693                                         enum AVFrameSideDataType type);
694
695 /**
696  * If side data of the supplied type exists in the frame, free it and remove it
697  * from the frame.
698  */
699 void av_frame_remove_side_data(AVFrame *frame, enum AVFrameSideDataType type);
700
701 /**
702  * @return a string identifying the side data type
703  */
704 const char *av_frame_side_data_name(enum AVFrameSideDataType type);
705
706 /**
707  * @}
708  */
709
710 #endif /* AVUTIL_FRAME_H */