]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/frame.h
avframe: add AV_FRAME_DATA_MATRIXENCODING side data type.
[ffmpeg] / libavutil / frame.h
1 /*
2  *
3  * This file is part of Libav.
4  *
5  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 AVFrameSideDataType {
34     /**
35      * The data is the AVPanScan struct defined in libavcodec.
36      */
37     AV_FRAME_DATA_PANSCAN,
38     /**
39      * ATSC A53 Part 4 Closed Captions.
40      * A53 CC bitstream is stored as uint8_t in AVFrameSideData.data.
41      * The number of bytes of CC data is AVFrameSideData.size.
42      */
43     AV_FRAME_DATA_A53_CC,
44     /**
45      * Stereoscopic 3d metadata.
46      * The data is the AVStereo3D struct defined in libavutil/stereo3d.h.
47      */
48     AV_FRAME_DATA_STEREO3D,
49     /**
50      * The data is the AVMatrixEncoding enum defined in libavutil/channel_layout.h.
51      */
52     AV_FRAME_DATA_MATRIXENCODING,
53 };
54
55 typedef struct AVFrameSideData {
56     enum AVFrameSideDataType type;
57     uint8_t *data;
58     int      size;
59     AVDictionary *metadata;
60 } AVFrameSideData;
61
62 /**
63  * This structure describes decoded (raw) audio or video data.
64  *
65  * AVFrame must be allocated using av_frame_alloc(). Note that this only
66  * allocates the AVFrame itself, the buffers for the data must be managed
67  * through other means (see below).
68  * AVFrame must be freed with av_frame_free().
69  *
70  * AVFrame is typically allocated once and then reused multiple times to hold
71  * different data (e.g. a single AVFrame to hold frames received from a
72  * decoder). In such a case, av_frame_unref() will free any references held by
73  * the frame and reset it to its original clean state before it
74  * is reused again.
75  *
76  * The data described by an AVFrame is usually reference counted through the
77  * AVBuffer API. The underlying buffer references are stored in AVFrame.buf /
78  * AVFrame.extended_buf. An AVFrame is considered to be reference counted if at
79  * least one reference is set, i.e. if AVFrame.buf[0] != NULL. In such a case,
80  * every single data plane must be contained in one of the buffers in
81  * AVFrame.buf or AVFrame.extended_buf.
82  * There may be a single buffer for all the data, or one separate buffer for
83  * each plane, or anything in between.
84  *
85  * sizeof(AVFrame) is not a part of the public ABI, so new fields may be added
86  * to the end with a minor bump.
87  */
88 typedef struct AVFrame {
89 #define AV_NUM_DATA_POINTERS 8
90     /**
91      * pointer to the picture/channel planes.
92      * This might be different from the first allocated byte
93      */
94     uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS];
95
96     /**
97      * For video, size in bytes of each picture line.
98      * For audio, size in bytes of each plane.
99      *
100      * For audio, only linesize[0] may be set. For planar audio, each channel
101      * plane must be the same size.
102      *
103      * @note The linesize may be larger than the size of usable data -- there
104      * may be extra padding present for performance reasons.
105      */
106     int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS];
107
108     /**
109      * pointers to the data planes/channels.
110      *
111      * For video, this should simply point to data[].
112      *
113      * For planar audio, each channel has a separate data pointer, and
114      * linesize[0] contains the size of each channel buffer.
115      * For packed audio, there is just one data pointer, and linesize[0]
116      * contains the total size of the buffer for all channels.
117      *
118      * Note: Both data and extended_data should always be set in a valid frame,
119      * but for planar audio with more channels that can fit in data,
120      * extended_data must be used in order to access all channels.
121      */
122     uint8_t **extended_data;
123
124     /**
125      * width and height of the video frame
126      */
127     int width, height;
128
129     /**
130      * number of audio samples (per channel) described by this frame
131      */
132     int nb_samples;
133
134     /**
135      * format of the frame, -1 if unknown or unset
136      * Values correspond to enum AVPixelFormat for video frames,
137      * enum AVSampleFormat for audio)
138      */
139     int format;
140
141     /**
142      * 1 -> keyframe, 0-> not
143      */
144     int key_frame;
145
146     /**
147      * Picture type of the frame.
148      */
149     enum AVPictureType pict_type;
150
151 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
152     attribute_deprecated
153     uint8_t *base[AV_NUM_DATA_POINTERS];
154 #endif
155
156     /**
157      * Sample aspect ratio for the video frame, 0/1 if unknown/unspecified.
158      */
159     AVRational sample_aspect_ratio;
160
161     /**
162      * Presentation timestamp in time_base units (time when frame should be shown to user).
163      */
164     int64_t pts;
165
166     /**
167      * PTS copied from the AVPacket that was decoded to produce this frame.
168      */
169     int64_t pkt_pts;
170
171     /**
172      * DTS copied from the AVPacket that triggered returning this frame.
173      */
174     int64_t pkt_dts;
175
176     /**
177      * picture number in bitstream order
178      */
179     int coded_picture_number;
180     /**
181      * picture number in display order
182      */
183     int display_picture_number;
184
185     /**
186      * quality (between 1 (good) and FF_LAMBDA_MAX (bad))
187      */
188     int quality;
189
190 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
191     attribute_deprecated
192     int reference;
193
194     /**
195      * QP table
196      */
197     attribute_deprecated
198     int8_t *qscale_table;
199     /**
200      * QP store stride
201      */
202     attribute_deprecated
203     int qstride;
204
205     attribute_deprecated
206     int qscale_type;
207
208     /**
209      * mbskip_table[mb]>=1 if MB didn't change
210      * stride= mb_width = (width+15)>>4
211      */
212     attribute_deprecated
213     uint8_t *mbskip_table;
214
215     /**
216      * motion vector table
217      * @code
218      * example:
219      * int mv_sample_log2= 4 - motion_subsample_log2;
220      * int mb_width= (width+15)>>4;
221      * int mv_stride= (mb_width << mv_sample_log2) + 1;
222      * motion_val[direction][x + y*mv_stride][0->mv_x, 1->mv_y];
223      * @endcode
224      */
225     attribute_deprecated
226     int16_t (*motion_val[2])[2];
227
228     /**
229      * macroblock type table
230      * mb_type_base + mb_width + 2
231      */
232     attribute_deprecated
233     uint32_t *mb_type;
234
235     /**
236      * DCT coefficients
237      */
238     attribute_deprecated
239     short *dct_coeff;
240
241     /**
242      * motion reference frame index
243      * the order in which these are stored can depend on the codec.
244      */
245     attribute_deprecated
246     int8_t *ref_index[2];
247 #endif
248
249     /**
250      * for some private data of the user
251      */
252     void *opaque;
253
254     /**
255      * error
256      */
257     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
258
259 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
260     attribute_deprecated
261     int type;
262 #endif
263
264     /**
265      * When decoding, this signals how much the picture must be delayed.
266      * extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
267      */
268     int repeat_pict;
269
270     /**
271      * The content of the picture is interlaced.
272      */
273     int interlaced_frame;
274
275     /**
276      * If the content is interlaced, is top field displayed first.
277      */
278     int top_field_first;
279
280     /**
281      * Tell user application that palette has changed from previous frame.
282      */
283     int palette_has_changed;
284
285 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
286     attribute_deprecated
287     int buffer_hints;
288
289     /**
290      * Pan scan.
291      */
292     attribute_deprecated
293     struct AVPanScan *pan_scan;
294 #endif
295
296     /**
297      * reordered opaque 64bit (generally an integer or a double precision float
298      * PTS but can be anything).
299      * The user sets AVCodecContext.reordered_opaque to represent the input at
300      * that time,
301      * the decoder reorders values as needed and sets AVFrame.reordered_opaque
302      * to exactly one of the values provided by the user through AVCodecContext.reordered_opaque
303      * @deprecated in favor of pkt_pts
304      */
305     int64_t reordered_opaque;
306
307 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
308     /**
309      * @deprecated this field is unused
310      */
311     attribute_deprecated void *hwaccel_picture_private;
312
313     attribute_deprecated
314     struct AVCodecContext *owner;
315     attribute_deprecated
316     void *thread_opaque;
317
318     /**
319      * log2 of the size of the block which a single vector in motion_val represents:
320      * (4->16x16, 3->8x8, 2-> 4x4, 1-> 2x2)
321      */
322     attribute_deprecated
323     uint8_t motion_subsample_log2;
324 #endif
325
326     /**
327      * Sample rate of the audio data.
328      */
329     int sample_rate;
330
331     /**
332      * Channel layout of the audio data.
333      */
334     uint64_t channel_layout;
335
336     /**
337      * AVBuffer references backing the data for this frame. If all elements of
338      * this array are NULL, then this frame is not reference counted.
339      *
340      * There may be at most one AVBuffer per data plane, so for video this array
341      * always contains all the references. For planar audio with more than
342      * AV_NUM_DATA_POINTERS channels, there may be more buffers than can fit in
343      * this array. Then the extra AVBufferRef pointers are stored in the
344      * extended_buf array.
345      */
346     AVBufferRef *buf[AV_NUM_DATA_POINTERS];
347
348     /**
349      * For planar audio which requires more than AV_NUM_DATA_POINTERS
350      * AVBufferRef pointers, this array will hold all the references which
351      * cannot fit into AVFrame.buf.
352      *
353      * Note that this is different from AVFrame.extended_data, which always
354      * contains all the pointers. This array only contains the extra pointers,
355      * which cannot fit into AVFrame.buf.
356      *
357      * This array is always allocated using av_malloc() by whoever constructs
358      * the frame. It is freed in av_frame_unref().
359      */
360     AVBufferRef **extended_buf;
361     /**
362      * Number of elements in extended_buf.
363      */
364     int        nb_extended_buf;
365
366     AVFrameSideData **side_data;
367     int            nb_side_data;
368
369 /**
370  * The frame data may be corrupted, e.g. due to decoding errors.
371  */
372 #define AV_FRAME_FLAG_CORRUPT       (1 << 0)
373
374     /**
375      * Frame flags, a combination of AV_FRAME_FLAG_*
376      */
377     int flags;
378 } AVFrame;
379
380 /**
381  * Allocate an AVFrame and set its fields to default values.  The resulting
382  * struct must be freed using av_frame_free().
383  *
384  * @return An AVFrame filled with default values or NULL on failure.
385  *
386  * @note this only allocates the AVFrame itself, not the data buffers. Those
387  * must be allocated through other means, e.g. with av_frame_get_buffer() or
388  * manually.
389  */
390 AVFrame *av_frame_alloc(void);
391
392 /**
393  * Free the frame and any dynamically allocated objects in it,
394  * e.g. extended_data. If the frame is reference counted, it will be
395  * unreferenced first.
396  *
397  * @param frame frame to be freed. The pointer will be set to NULL.
398  */
399 void av_frame_free(AVFrame **frame);
400
401 /**
402  * Setup a new reference to the data described by an given frame.
403  *
404  * Copy frame properties from src to dst and create a new reference for each
405  * AVBufferRef from src.
406  *
407  * If src is not reference counted, new buffers are allocated and the data is
408  * copied.
409  *
410  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error
411  */
412 int av_frame_ref(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
413
414 /**
415  * Create a new frame that references the same data as src.
416  *
417  * This is a shortcut for av_frame_alloc()+av_frame_ref().
418  *
419  * @return newly created AVFrame on success, NULL on error.
420  */
421 AVFrame *av_frame_clone(const AVFrame *src);
422
423 /**
424  * Unreference all the buffers referenced by frame and reset the frame fields.
425  */
426 void av_frame_unref(AVFrame *frame);
427
428 /**
429  * Move everythnig contained in src to dst and reset src.
430  */
431 void av_frame_move_ref(AVFrame *dst, AVFrame *src);
432
433 /**
434  * Allocate new buffer(s) for audio or video data.
435  *
436  * The following fields must be set on frame before calling this function:
437  * - format (pixel format for video, sample format for audio)
438  * - width and height for video
439  * - nb_samples and channel_layout for audio
440  *
441  * This function will fill AVFrame.data and AVFrame.buf arrays and, if
442  * necessary, allocate and fill AVFrame.extended_data and AVFrame.extended_buf.
443  * For planar formats, one buffer will be allocated for each plane.
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 only "metadata" fields from src to dst.
481  *
482  * Metadata for the purpose of this function are those fields that do not affect
483  * the data layout in the buffers.  E.g. pts, sample rate (for audio) or sample
484  * aspect ratio (for video), but not width/height or channel layout.
485  * Side data is also copied.
486  */
487 int av_frame_copy_props(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
488
489 /**
490  * Get the buffer reference a given data plane is stored in.
491  *
492  * @param plane index of the data plane of interest in frame->extended_data.
493  *
494  * @return the buffer reference that contains the plane or NULL if the input
495  * frame is not valid.
496  */
497 AVBufferRef *av_frame_get_plane_buffer(AVFrame *frame, int plane);
498
499 /**
500  * Add a new side data to a frame.
501  *
502  * @param frame a frame to which the side data should be added
503  * @param type type of the added side data
504  * @param size size of the side data
505  *
506  * @return newly added side data on success, NULL on error
507  */
508 AVFrameSideData *av_frame_new_side_data(AVFrame *frame,
509                                         enum AVFrameSideDataType type,
510                                         int size);
511
512 /**
513  * @return a pointer to the side data of a given type on success, NULL if there
514  * is no side data with such type in this frame.
515  */
516 AVFrameSideData *av_frame_get_side_data(const AVFrame *frame,
517                                         enum AVFrameSideDataType type);
518
519 #endif /* AVUTIL_FRAME_H */