]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/frame.h
Merge commit '7f29644108c5fbd80f160930b31b78b8704c1a49'
[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
74 typedef struct AVFrameSideData {
75     enum AVFrameSideDataType type;
76     uint8_t *data;
77     int      size;
78     AVDictionary *metadata;
79 } AVFrameSideData;
80
81 /**
82  * This structure describes decoded (raw) audio or video data.
83  *
84  * AVFrame must be allocated using av_frame_alloc(). Note that this only
85  * allocates the AVFrame itself, the buffers for the data must be managed
86  * through other means (see below).
87  * AVFrame must be freed with av_frame_free().
88  *
89  * AVFrame is typically allocated once and then reused multiple times to hold
90  * different data (e.g. a single AVFrame to hold frames received from a
91  * decoder). In such a case, av_frame_unref() will free any references held by
92  * the frame and reset it to its original clean state before it
93  * is reused again.
94  *
95  * The data described by an AVFrame is usually reference counted through the
96  * AVBuffer API. The underlying buffer references are stored in AVFrame.buf /
97  * AVFrame.extended_buf. An AVFrame is considered to be reference counted if at
98  * least one reference is set, i.e. if AVFrame.buf[0] != NULL. In such a case,
99  * every single data plane must be contained in one of the buffers in
100  * AVFrame.buf or AVFrame.extended_buf.
101  * There may be a single buffer for all the data, or one separate buffer for
102  * each plane, or anything in between.
103  *
104  * sizeof(AVFrame) is not a part of the public ABI, so new fields may be added
105  * to the end with a minor bump.
106  * Similarly fields that are marked as to be only accessed by
107  * av_opt_ptr() can be reordered. This allows 2 forks to add fields
108  * without breaking compatibility with each other.
109  */
110 typedef struct AVFrame {
111 #define AV_NUM_DATA_POINTERS 8
112     /**
113      * pointer to the picture/channel planes.
114      * This might be different from the first allocated byte
115      *
116      * Some decoders access areas outside 0,0 - width,height, please
117      * see avcodec_align_dimensions2(). Some filters and swscale can read
118      * up to 16 bytes beyond the planes, if these filters are to be used,
119      * then 16 extra bytes must be allocated.
120      */
121     uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS];
122
123     /**
124      * For video, size in bytes of each picture line.
125      * For audio, size in bytes of each plane.
126      *
127      * For audio, only linesize[0] may be set. For planar audio, each channel
128      * plane must be the same size.
129      *
130      * For video the linesizes should be multiplies of the CPUs alignment
131      * preference, this is 16 or 32 for modern desktop CPUs.
132      * Some code requires such alignment other code can be slower without
133      * correct alignment, for yet other it makes no difference.
134      *
135      * @note The linesize may be larger than the size of usable data -- there
136      * may be extra padding present for performance reasons.
137      */
138     int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS];
139
140     /**
141      * pointers to the data planes/channels.
142      *
143      * For video, this should simply point to data[].
144      *
145      * For planar audio, each channel has a separate data pointer, and
146      * linesize[0] contains the size of each channel buffer.
147      * For packed audio, there is just one data pointer, and linesize[0]
148      * contains the total size of the buffer for all channels.
149      *
150      * Note: Both data and extended_data should always be set in a valid frame,
151      * but for planar audio with more channels that can fit in data,
152      * extended_data must be used in order to access all channels.
153      */
154     uint8_t **extended_data;
155
156     /**
157      * width and height of the video frame
158      */
159     int width, height;
160
161     /**
162      * number of audio samples (per channel) described by this frame
163      */
164     int nb_samples;
165
166     /**
167      * format of the frame, -1 if unknown or unset
168      * Values correspond to enum AVPixelFormat for video frames,
169      * enum AVSampleFormat for audio)
170      */
171     int format;
172
173     /**
174      * 1 -> keyframe, 0-> not
175      */
176     int key_frame;
177
178     /**
179      * Picture type of the frame.
180      */
181     enum AVPictureType pict_type;
182
183 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
184     attribute_deprecated
185     uint8_t *base[AV_NUM_DATA_POINTERS];
186 #endif
187
188     /**
189      * Sample aspect ratio for the video frame, 0/1 if unknown/unspecified.
190      */
191     AVRational sample_aspect_ratio;
192
193     /**
194      * Presentation timestamp in time_base units (time when frame should be shown to user).
195      */
196     int64_t pts;
197
198     /**
199      * PTS copied from the AVPacket that was decoded to produce this frame.
200      */
201     int64_t pkt_pts;
202
203     /**
204      * DTS copied from the AVPacket that triggered returning this frame. (if frame threading isnt used)
205      * This is also the Presentation time of this AVFrame calculated from
206      * only AVPacket.dts values without pts values.
207      */
208     int64_t pkt_dts;
209
210     /**
211      * picture number in bitstream order
212      */
213     int coded_picture_number;
214     /**
215      * picture number in display order
216      */
217     int display_picture_number;
218
219     /**
220      * quality (between 1 (good) and FF_LAMBDA_MAX (bad))
221      */
222     int quality;
223
224 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
225     attribute_deprecated
226     int reference;
227
228     /**
229      * QP table
230      */
231     attribute_deprecated
232     int8_t *qscale_table;
233     /**
234      * QP store stride
235      */
236     attribute_deprecated
237     int qstride;
238
239     attribute_deprecated
240     int qscale_type;
241
242     /**
243      * mbskip_table[mb]>=1 if MB didn't change
244      * stride= mb_width = (width+15)>>4
245      */
246     attribute_deprecated
247     uint8_t *mbskip_table;
248
249     /**
250      * motion vector table
251      * @code
252      * example:
253      * int mv_sample_log2= 4 - motion_subsample_log2;
254      * int mb_width= (width+15)>>4;
255      * int mv_stride= (mb_width << mv_sample_log2) + 1;
256      * motion_val[direction][x + y*mv_stride][0->mv_x, 1->mv_y];
257      * @endcode
258      */
259     attribute_deprecated
260     int16_t (*motion_val[2])[2];
261
262     /**
263      * macroblock type table
264      * mb_type_base + mb_width + 2
265      */
266     attribute_deprecated
267     uint32_t *mb_type;
268
269     /**
270      * DCT coefficients
271      */
272     attribute_deprecated
273     short *dct_coeff;
274
275     /**
276      * motion reference frame index
277      * the order in which these are stored can depend on the codec.
278      */
279     attribute_deprecated
280     int8_t *ref_index[2];
281 #endif
282
283     /**
284      * for some private data of the user
285      */
286     void *opaque;
287
288     /**
289      * error
290      */
291     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
292
293 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
294     attribute_deprecated
295     int type;
296 #endif
297
298     /**
299      * When decoding, this signals how much the picture must be delayed.
300      * extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
301      */
302     int repeat_pict;
303
304     /**
305      * The content of the picture is interlaced.
306      */
307     int interlaced_frame;
308
309     /**
310      * If the content is interlaced, is top field displayed first.
311      */
312     int top_field_first;
313
314     /**
315      * Tell user application that palette has changed from previous frame.
316      */
317     int palette_has_changed;
318
319 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
320     attribute_deprecated
321     int buffer_hints;
322
323     /**
324      * Pan scan.
325      */
326     attribute_deprecated
327     struct AVPanScan *pan_scan;
328 #endif
329
330     /**
331      * reordered opaque 64bit (generally an integer or a double precision float
332      * PTS but can be anything).
333      * The user sets AVCodecContext.reordered_opaque to represent the input at
334      * that time,
335      * the decoder reorders values as needed and sets AVFrame.reordered_opaque
336      * to exactly one of the values provided by the user through AVCodecContext.reordered_opaque
337      * @deprecated in favor of pkt_pts
338      */
339     int64_t reordered_opaque;
340
341 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
342     /**
343      * @deprecated this field is unused
344      */
345     attribute_deprecated void *hwaccel_picture_private;
346
347     attribute_deprecated
348     struct AVCodecContext *owner;
349     attribute_deprecated
350     void *thread_opaque;
351
352     /**
353      * log2 of the size of the block which a single vector in motion_val represents:
354      * (4->16x16, 3->8x8, 2-> 4x4, 1-> 2x2)
355      */
356     attribute_deprecated
357     uint8_t motion_subsample_log2;
358 #endif
359
360     /**
361      * Sample rate of the audio data.
362      */
363     int sample_rate;
364
365     /**
366      * Channel layout of the audio data.
367      */
368     uint64_t channel_layout;
369
370     /**
371      * AVBuffer references backing the data for this frame. If all elements of
372      * this array are NULL, then this frame is not reference counted.
373      *
374      * There may be at most one AVBuffer per data plane, so for video this array
375      * always contains all the references. For planar audio with more than
376      * AV_NUM_DATA_POINTERS channels, there may be more buffers than can fit in
377      * this array. Then the extra AVBufferRef pointers are stored in the
378      * extended_buf array.
379      */
380     AVBufferRef *buf[AV_NUM_DATA_POINTERS];
381
382     /**
383      * For planar audio which requires more than AV_NUM_DATA_POINTERS
384      * AVBufferRef pointers, this array will hold all the references which
385      * cannot fit into AVFrame.buf.
386      *
387      * Note that this is different from AVFrame.extended_data, which always
388      * contains all the pointers. This array only contains the extra pointers,
389      * which cannot fit into AVFrame.buf.
390      *
391      * This array is always allocated using av_malloc() by whoever constructs
392      * the frame. It is freed in av_frame_unref().
393      */
394     AVBufferRef **extended_buf;
395     /**
396      * Number of elements in extended_buf.
397      */
398     int        nb_extended_buf;
399
400     AVFrameSideData **side_data;
401     int            nb_side_data;
402
403 /**
404  * The frame data may be corrupted, e.g. due to decoding errors.
405  */
406 #define AV_FRAME_FLAG_CORRUPT       (1 << 0)
407
408     /**
409      * Frame flags, a combination of AV_FRAME_FLAG_*
410      */
411     int flags;
412
413     /**
414      * frame timestamp estimated using various heuristics, in stream time base
415      * Code outside libavcodec should access this field using:
416      * av_frame_get_best_effort_timestamp(frame)
417      * - encoding: unused
418      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
419      */
420     int64_t best_effort_timestamp;
421
422     /**
423      * reordered pos from the last AVPacket that has been input into the decoder
424      * Code outside libavcodec should access this field using:
425      * av_frame_get_pkt_pos(frame)
426      * - encoding: unused
427      * - decoding: Read by user.
428      */
429     int64_t pkt_pos;
430
431     /**
432      * duration of the corresponding packet, expressed in
433      * AVStream->time_base units, 0 if unknown.
434      * Code outside libavcodec should access this field using:
435      * av_frame_get_pkt_duration(frame)
436      * - encoding: unused
437      * - decoding: Read by user.
438      */
439     int64_t pkt_duration;
440
441     /**
442      * metadata.
443      * Code outside libavcodec should access this field using:
444      * av_frame_get_metadata(frame)
445      * - encoding: Set by user.
446      * - decoding: Set by libavcodec.
447      */
448     AVDictionary *metadata;
449
450     /**
451      * decode error flags of the frame, set to a combination of
452      * FF_DECODE_ERROR_xxx flags if the decoder produced a frame, but there
453      * were errors during the decoding.
454      * Code outside libavcodec should access this field using:
455      * av_frame_get_decode_error_flags(frame)
456      * - encoding: unused
457      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
458      */
459     int decode_error_flags;
460 #define FF_DECODE_ERROR_INVALID_BITSTREAM   1
461 #define FF_DECODE_ERROR_MISSING_REFERENCE   2
462
463     /**
464      * number of audio channels, only used for audio.
465      * Code outside libavcodec should access this field using:
466      * av_frame_get_channels(frame)
467      * - encoding: unused
468      * - decoding: Read by user.
469      */
470     int channels;
471
472     /**
473      * size of the corresponding packet containing the compressed
474      * frame. It must be accessed using av_frame_get_pkt_size() and
475      * av_frame_set_pkt_size().
476      * It is set to a negative value if unknown.
477      * - encoding: unused
478      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
479      */
480     int pkt_size;
481
482     /**
483      * YUV colorspace type.
484      * It must be accessed using av_frame_get_colorspace() and
485      * av_frame_set_colorspace().
486      * - encoding: Set by user
487      * - decoding: Set by libavcodec
488      */
489     enum AVColorSpace colorspace;
490
491     /**
492      * MPEG vs JPEG YUV range.
493      * It must be accessed using av_frame_get_color_range() and
494      * av_frame_set_color_range().
495      * - encoding: Set by user
496      * - decoding: Set by libavcodec
497      */
498     enum AVColorRange color_range;
499
500
501     /**
502      * Not to be accessed directly from outside libavutil
503      */
504     AVBufferRef *qp_table_buf;
505 } AVFrame;
506
507 /**
508  * Accessors for some AVFrame fields.
509  * The position of these field in the structure is not part of the ABI,
510  * they should not be accessed directly outside libavcodec.
511  */
512 int64_t av_frame_get_best_effort_timestamp(const AVFrame *frame);
513 void    av_frame_set_best_effort_timestamp(AVFrame *frame, int64_t val);
514 int64_t av_frame_get_pkt_duration         (const AVFrame *frame);
515 void    av_frame_set_pkt_duration         (AVFrame *frame, int64_t val);
516 int64_t av_frame_get_pkt_pos              (const AVFrame *frame);
517 void    av_frame_set_pkt_pos              (AVFrame *frame, int64_t val);
518 int64_t av_frame_get_channel_layout       (const AVFrame *frame);
519 void    av_frame_set_channel_layout       (AVFrame *frame, int64_t val);
520 int     av_frame_get_channels             (const AVFrame *frame);
521 void    av_frame_set_channels             (AVFrame *frame, int     val);
522 int     av_frame_get_sample_rate          (const AVFrame *frame);
523 void    av_frame_set_sample_rate          (AVFrame *frame, int     val);
524 AVDictionary *av_frame_get_metadata       (const AVFrame *frame);
525 void          av_frame_set_metadata       (AVFrame *frame, AVDictionary *val);
526 int     av_frame_get_decode_error_flags   (const AVFrame *frame);
527 void    av_frame_set_decode_error_flags   (AVFrame *frame, int     val);
528 int     av_frame_get_pkt_size(const AVFrame *frame);
529 void    av_frame_set_pkt_size(AVFrame *frame, int val);
530 AVDictionary **avpriv_frame_get_metadatap(AVFrame *frame);
531 int8_t *av_frame_get_qp_table(AVFrame *f, int *stride, int *type);
532 int av_frame_set_qp_table(AVFrame *f, AVBufferRef *buf, int stride, int type);
533 enum AVColorSpace av_frame_get_colorspace(const AVFrame *frame);
534 void    av_frame_set_colorspace(AVFrame *frame, enum AVColorSpace val);
535 enum AVColorRange av_frame_get_color_range(const AVFrame *frame);
536 void    av_frame_set_color_range(AVFrame *frame, enum AVColorRange val);
537
538 /**
539  * Get the name of a colorspace.
540  * @return a static string identifying the colorspace; can be NULL.
541  */
542 const char *av_get_colorspace_name(enum AVColorSpace val);
543
544 /**
545  * Allocate an AVFrame and set its fields to default values.  The resulting
546  * struct must be freed using av_frame_free().
547  *
548  * @return An AVFrame filled with default values or NULL on failure.
549  *
550  * @note this only allocates the AVFrame itself, not the data buffers. Those
551  * must be allocated through other means, e.g. with av_frame_get_buffer() or
552  * manually.
553  */
554 AVFrame *av_frame_alloc(void);
555
556 /**
557  * Free the frame and any dynamically allocated objects in it,
558  * e.g. extended_data. If the frame is reference counted, it will be
559  * unreferenced first.
560  *
561  * @param frame frame to be freed. The pointer will be set to NULL.
562  */
563 void av_frame_free(AVFrame **frame);
564
565 /**
566  * Setup a new reference to the data described by a given frame.
567  *
568  * Copy frame properties from src to dst and create a new reference for each
569  * AVBufferRef from src.
570  *
571  * If src is not reference counted, new buffers are allocated and the data is
572  * copied.
573  *
574  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error
575  */
576 int av_frame_ref(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
577
578 /**
579  * Create a new frame that references the same data as src.
580  *
581  * This is a shortcut for av_frame_alloc()+av_frame_ref().
582  *
583  * @return newly created AVFrame on success, NULL on error.
584  */
585 AVFrame *av_frame_clone(const AVFrame *src);
586
587 /**
588  * Unreference all the buffers referenced by frame and reset the frame fields.
589  */
590 void av_frame_unref(AVFrame *frame);
591
592 /**
593  * Move everythnig contained in src to dst and reset src.
594  */
595 void av_frame_move_ref(AVFrame *dst, AVFrame *src);
596
597 /**
598  * Allocate new buffer(s) for audio or video data.
599  *
600  * The following fields must be set on frame before calling this function:
601  * - format (pixel format for video, sample format for audio)
602  * - width and height for video
603  * - nb_samples and channel_layout for audio
604  *
605  * This function will fill AVFrame.data and AVFrame.buf arrays and, if
606  * necessary, allocate and fill AVFrame.extended_data and AVFrame.extended_buf.
607  * For planar formats, one buffer will be allocated for each plane.
608  *
609  * @param frame frame in which to store the new buffers.
610  * @param align required buffer size alignment
611  *
612  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
613  */
614 int av_frame_get_buffer(AVFrame *frame, int align);
615
616 /**
617  * Check if the frame data is writable.
618  *
619  * @return A positive value if the frame data is writable (which is true if and
620  * only if each of the underlying buffers has only one reference, namely the one
621  * stored in this frame). Return 0 otherwise.
622  *
623  * If 1 is returned the answer is valid until av_buffer_ref() is called on any
624  * of the underlying AVBufferRefs (e.g. through av_frame_ref() or directly).
625  *
626  * @see av_frame_make_writable(), av_buffer_is_writable()
627  */
628 int av_frame_is_writable(AVFrame *frame);
629
630 /**
631  * Ensure that the frame data is writable, avoiding data copy if possible.
632  *
633  * Do nothing if the frame is writable, allocate new buffers and copy the data
634  * if it is not.
635  *
636  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
637  *
638  * @see av_frame_is_writable(), av_buffer_is_writable(),
639  * av_buffer_make_writable()
640  */
641 int av_frame_make_writable(AVFrame *frame);
642
643 /**
644  * Copy only "metadata" fields from src to dst.
645  *
646  * Metadata for the purpose of this function are those fields that do not affect
647  * the data layout in the buffers.  E.g. pts, sample rate (for audio) or sample
648  * aspect ratio (for video), but not width/height or channel layout.
649  * Side data is also copied.
650  */
651 int av_frame_copy_props(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
652
653 /**
654  * Get the buffer reference a given data plane is stored in.
655  *
656  * @param plane index of the data plane of interest in frame->extended_data.
657  *
658  * @return the buffer reference that contains the plane or NULL if the input
659  * frame is not valid.
660  */
661 AVBufferRef *av_frame_get_plane_buffer(AVFrame *frame, int plane);
662
663 /**
664  * Add a new side data to a frame.
665  *
666  * @param frame a frame to which the side data should be added
667  * @param type type of the added side data
668  * @param size size of the side data
669  *
670  * @return newly added side data on success, NULL on error
671  */
672 AVFrameSideData *av_frame_new_side_data(AVFrame *frame,
673                                         enum AVFrameSideDataType type,
674                                         int size);
675
676 /**
677  * @return a pointer to the side data of a given type on success, NULL if there
678  * is no side data with such type in this frame.
679  */
680 AVFrameSideData *av_frame_get_side_data(const AVFrame *frame,
681                                         enum AVFrameSideDataType type);
682
683 #endif /* AVUTIL_FRAME_H */