]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/frame.h
Merge commit '99e20125232d40ea239a5b54d26bbfe526506114'
[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 "avutil.h"
26 #include "buffer.h"
27 #include "dict.h"
28 #include "rational.h"
29 #include "samplefmt.h"
30 #include "version.h"
31
32 enum AVColorSpace{
33     AVCOL_SPC_RGB         =  0,
34     AVCOL_SPC_BT709       =  1, ///< also ITU-R BT1361 / IEC 61966-2-4 xvYCC709 / SMPTE RP177 Annex B
35     AVCOL_SPC_UNSPECIFIED =  2,
36     AVCOL_SPC_FCC         =  4,
37     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
38     AVCOL_SPC_SMPTE170M   =  6, ///< also ITU-R BT601-6 525 / ITU-R BT1358 525 / ITU-R BT1700 NTSC / functionally identical to above
39     AVCOL_SPC_SMPTE240M   =  7,
40     AVCOL_SPC_YCOCG       =  8, ///< Used by Dirac / VC-2 and H.264 FRext, see ITU-T SG16
41     AVCOL_SPC_BT2020_NCL  =  9, ///< ITU-R BT2020 non-constant luminance system
42     AVCOL_SPC_BT2020_CL   = 10, ///< ITU-R BT2020 constant luminance system
43     AVCOL_SPC_NB              , ///< Not part of ABI
44 };
45 #define AVCOL_SPC_YCGCO AVCOL_SPC_YCOCG
46
47 enum AVColorRange{
48     AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED = 0,
49     AVCOL_RANGE_MPEG        = 1, ///< the normal 219*2^(n-8) "MPEG" YUV ranges
50     AVCOL_RANGE_JPEG        = 2, ///< the normal     2^n-1   "JPEG" YUV ranges
51     AVCOL_RANGE_NB             , ///< Not part of ABI
52 };
53
54
55 enum AVFrameSideDataType {
56     /**
57      * The data is the AVPanScan struct defined in libavcodec.
58      */
59     AV_FRAME_DATA_PANSCAN,
60     /**
61      * ATSC A53 Part 4 Closed Captions.
62      * A53 CC bitstream is stored as uint8_t in AVFrameSideData.data.
63      * The number of bytes of CC data is AVFrameSideData.size.
64      */
65     AV_FRAME_DATA_A53_CC,
66     /**
67      * Stereoscopic 3d metadata.
68      * The data is the AVStereo3D struct defined in libavutil/stereo3d.h.
69      */
70     AV_FRAME_DATA_STEREO3D,
71     /**
72      * The data is the AVMatrixEncoding enum defined in libavutil/channel_layout.h.
73      */
74     AV_FRAME_DATA_MATRIXENCODING,
75 };
76
77 typedef struct AVFrameSideData {
78     enum AVFrameSideDataType type;
79     uint8_t *data;
80     int      size;
81     AVDictionary *metadata;
82 } AVFrameSideData;
83
84 /**
85  * This structure describes decoded (raw) audio or video data.
86  *
87  * AVFrame must be allocated using av_frame_alloc(). Note that this only
88  * allocates the AVFrame itself, the buffers for the data must be managed
89  * through other means (see below).
90  * AVFrame must be freed with av_frame_free().
91  *
92  * AVFrame is typically allocated once and then reused multiple times to hold
93  * different data (e.g. a single AVFrame to hold frames received from a
94  * decoder). In such a case, av_frame_unref() will free any references held by
95  * the frame and reset it to its original clean state before it
96  * is reused again.
97  *
98  * The data described by an AVFrame is usually reference counted through the
99  * AVBuffer API. The underlying buffer references are stored in AVFrame.buf /
100  * AVFrame.extended_buf. An AVFrame is considered to be reference counted if at
101  * least one reference is set, i.e. if AVFrame.buf[0] != NULL. In such a case,
102  * every single data plane must be contained in one of the buffers in
103  * AVFrame.buf or AVFrame.extended_buf.
104  * There may be a single buffer for all the data, or one separate buffer for
105  * each plane, or anything in between.
106  *
107  * sizeof(AVFrame) is not a part of the public ABI, so new fields may be added
108  * to the end with a minor bump.
109  * Similarly fields that are marked as to be only accessed by
110  * av_opt_ptr() can be reordered. This allows 2 forks to add fields
111  * without breaking compatibility with each other.
112  */
113 typedef struct AVFrame {
114 #define AV_NUM_DATA_POINTERS 8
115     /**
116      * pointer to the picture/channel planes.
117      * This might be different from the first allocated byte
118      *
119      * Some decoders access areas outside 0,0 - width,height, please
120      * see avcodec_align_dimensions2(). Some filters and swscale can read
121      * up to 16 bytes beyond the planes, if these filters are to be used,
122      * then 16 extra bytes must be allocated.
123      */
124     uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS];
125
126     /**
127      * For video, size in bytes of each picture line.
128      * For audio, size in bytes of each plane.
129      *
130      * For audio, only linesize[0] may be set. For planar audio, each channel
131      * plane must be the same size.
132      *
133      * For video the linesizes should be multiplies of the CPUs alignment
134      * preference, this is 16 or 32 for modern desktop CPUs.
135      * Some code requires such alignment other code can be slower without
136      * correct alignment, for yet other it makes no difference.
137      *
138      * @note The linesize may be larger than the size of usable data -- there
139      * may be extra padding present for performance reasons.
140      */
141     int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS];
142
143     /**
144      * pointers to the data planes/channels.
145      *
146      * For video, this should simply point to data[].
147      *
148      * For planar audio, each channel has a separate data pointer, and
149      * linesize[0] contains the size of each channel buffer.
150      * For packed audio, there is just one data pointer, and linesize[0]
151      * contains the total size of the buffer for all channels.
152      *
153      * Note: Both data and extended_data should always be set in a valid frame,
154      * but for planar audio with more channels that can fit in data,
155      * extended_data must be used in order to access all channels.
156      */
157     uint8_t **extended_data;
158
159     /**
160      * width and height of the video frame
161      */
162     int width, height;
163
164     /**
165      * number of audio samples (per channel) described by this frame
166      */
167     int nb_samples;
168
169     /**
170      * format of the frame, -1 if unknown or unset
171      * Values correspond to enum AVPixelFormat for video frames,
172      * enum AVSampleFormat for audio)
173      */
174     int format;
175
176     /**
177      * 1 -> keyframe, 0-> not
178      */
179     int key_frame;
180
181     /**
182      * Picture type of the frame.
183      */
184     enum AVPictureType pict_type;
185
186 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
187     attribute_deprecated
188     uint8_t *base[AV_NUM_DATA_POINTERS];
189 #endif
190
191     /**
192      * Sample aspect ratio for the video frame, 0/1 if unknown/unspecified.
193      */
194     AVRational sample_aspect_ratio;
195
196     /**
197      * Presentation timestamp in time_base units (time when frame should be shown to user).
198      */
199     int64_t pts;
200
201     /**
202      * PTS copied from the AVPacket that was decoded to produce this frame.
203      */
204     int64_t pkt_pts;
205
206     /**
207      * DTS copied from the AVPacket that triggered returning this frame. (if frame threading isnt used)
208      * This is also the Presentation time of this AVFrame calculated from
209      * only AVPacket.dts values without pts values.
210      */
211     int64_t pkt_dts;
212
213     /**
214      * picture number in bitstream order
215      */
216     int coded_picture_number;
217     /**
218      * picture number in display order
219      */
220     int display_picture_number;
221
222     /**
223      * quality (between 1 (good) and FF_LAMBDA_MAX (bad))
224      */
225     int quality;
226
227 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
228     attribute_deprecated
229     int reference;
230
231     /**
232      * QP table
233      */
234     attribute_deprecated
235     int8_t *qscale_table;
236     /**
237      * QP store stride
238      */
239     attribute_deprecated
240     int qstride;
241
242     attribute_deprecated
243     int qscale_type;
244
245     /**
246      * mbskip_table[mb]>=1 if MB didn't change
247      * stride= mb_width = (width+15)>>4
248      */
249     attribute_deprecated
250     uint8_t *mbskip_table;
251
252     /**
253      * motion vector table
254      * @code
255      * example:
256      * int mv_sample_log2= 4 - motion_subsample_log2;
257      * int mb_width= (width+15)>>4;
258      * int mv_stride= (mb_width << mv_sample_log2) + 1;
259      * motion_val[direction][x + y*mv_stride][0->mv_x, 1->mv_y];
260      * @endcode
261      */
262     attribute_deprecated
263     int16_t (*motion_val[2])[2];
264
265     /**
266      * macroblock type table
267      * mb_type_base + mb_width + 2
268      */
269     attribute_deprecated
270     uint32_t *mb_type;
271
272     /**
273      * DCT coefficients
274      */
275     attribute_deprecated
276     short *dct_coeff;
277
278     /**
279      * motion reference frame index
280      * the order in which these are stored can depend on the codec.
281      */
282     attribute_deprecated
283     int8_t *ref_index[2];
284 #endif
285
286     /**
287      * for some private data of the user
288      */
289     void *opaque;
290
291     /**
292      * error
293      */
294     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
295
296 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
297     attribute_deprecated
298     int type;
299 #endif
300
301     /**
302      * When decoding, this signals how much the picture must be delayed.
303      * extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
304      */
305     int repeat_pict;
306
307     /**
308      * The content of the picture is interlaced.
309      */
310     int interlaced_frame;
311
312     /**
313      * If the content is interlaced, is top field displayed first.
314      */
315     int top_field_first;
316
317     /**
318      * Tell user application that palette has changed from previous frame.
319      */
320     int palette_has_changed;
321
322 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
323     attribute_deprecated
324     int buffer_hints;
325
326     /**
327      * Pan scan.
328      */
329     attribute_deprecated
330     struct AVPanScan *pan_scan;
331 #endif
332
333     /**
334      * reordered opaque 64bit (generally an integer or a double precision float
335      * PTS but can be anything).
336      * The user sets AVCodecContext.reordered_opaque to represent the input at
337      * that time,
338      * the decoder reorders values as needed and sets AVFrame.reordered_opaque
339      * to exactly one of the values provided by the user through AVCodecContext.reordered_opaque
340      * @deprecated in favor of pkt_pts
341      */
342     int64_t reordered_opaque;
343
344 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
345     /**
346      * @deprecated this field is unused
347      */
348     attribute_deprecated void *hwaccel_picture_private;
349
350     attribute_deprecated
351     struct AVCodecContext *owner;
352     attribute_deprecated
353     void *thread_opaque;
354
355     /**
356      * log2 of the size of the block which a single vector in motion_val represents:
357      * (4->16x16, 3->8x8, 2-> 4x4, 1-> 2x2)
358      */
359     attribute_deprecated
360     uint8_t motion_subsample_log2;
361 #endif
362
363     /**
364      * Sample rate of the audio data.
365      */
366     int sample_rate;
367
368     /**
369      * Channel layout of the audio data.
370      */
371     uint64_t channel_layout;
372
373     /**
374      * AVBuffer references backing the data for this frame. If all elements of
375      * this array are NULL, then this frame is not reference counted.
376      *
377      * There may be at most one AVBuffer per data plane, so for video this array
378      * always contains all the references. For planar audio with more than
379      * AV_NUM_DATA_POINTERS channels, there may be more buffers than can fit in
380      * this array. Then the extra AVBufferRef pointers are stored in the
381      * extended_buf array.
382      */
383     AVBufferRef *buf[AV_NUM_DATA_POINTERS];
384
385     /**
386      * For planar audio which requires more than AV_NUM_DATA_POINTERS
387      * AVBufferRef pointers, this array will hold all the references which
388      * cannot fit into AVFrame.buf.
389      *
390      * Note that this is different from AVFrame.extended_data, which always
391      * contains all the pointers. This array only contains the extra pointers,
392      * which cannot fit into AVFrame.buf.
393      *
394      * This array is always allocated using av_malloc() by whoever constructs
395      * the frame. It is freed in av_frame_unref().
396      */
397     AVBufferRef **extended_buf;
398     /**
399      * Number of elements in extended_buf.
400      */
401     int        nb_extended_buf;
402
403     AVFrameSideData **side_data;
404     int            nb_side_data;
405
406 /**
407  * The frame data may be corrupted, e.g. due to decoding errors.
408  */
409 #define AV_FRAME_FLAG_CORRUPT       (1 << 0)
410
411     /**
412      * Frame flags, a combination of AV_FRAME_FLAG_*
413      */
414     int flags;
415
416     /**
417      * frame timestamp estimated using various heuristics, in stream time base
418      * Code outside libavcodec should access this field using:
419      * av_frame_get_best_effort_timestamp(frame)
420      * - encoding: unused
421      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
422      */
423     int64_t best_effort_timestamp;
424
425     /**
426      * reordered pos from the last AVPacket that has been input into the decoder
427      * Code outside libavcodec should access this field using:
428      * av_frame_get_pkt_pos(frame)
429      * - encoding: unused
430      * - decoding: Read by user.
431      */
432     int64_t pkt_pos;
433
434     /**
435      * duration of the corresponding packet, expressed in
436      * AVStream->time_base units, 0 if unknown.
437      * Code outside libavcodec should access this field using:
438      * av_frame_get_pkt_duration(frame)
439      * - encoding: unused
440      * - decoding: Read by user.
441      */
442     int64_t pkt_duration;
443
444     /**
445      * metadata.
446      * Code outside libavcodec should access this field using:
447      * av_frame_get_metadata(frame)
448      * - encoding: Set by user.
449      * - decoding: Set by libavcodec.
450      */
451     AVDictionary *metadata;
452
453     /**
454      * decode error flags of the frame, set to a combination of
455      * FF_DECODE_ERROR_xxx flags if the decoder produced a frame, but there
456      * were errors during the decoding.
457      * Code outside libavcodec should access this field using:
458      * av_frame_get_decode_error_flags(frame)
459      * - encoding: unused
460      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
461      */
462     int decode_error_flags;
463 #define FF_DECODE_ERROR_INVALID_BITSTREAM   1
464 #define FF_DECODE_ERROR_MISSING_REFERENCE   2
465
466     /**
467      * number of audio channels, only used for audio.
468      * Code outside libavcodec should access this field using:
469      * av_frame_get_channels(frame)
470      * - encoding: unused
471      * - decoding: Read by user.
472      */
473     int channels;
474
475     /**
476      * size of the corresponding packet containing the compressed
477      * frame. It must be accessed using av_frame_get_pkt_size() and
478      * av_frame_set_pkt_size().
479      * It is set to a negative value if unknown.
480      * - encoding: unused
481      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
482      */
483     int pkt_size;
484
485     /**
486      * YUV colorspace type.
487      * It must be accessed using av_frame_get_colorspace() and
488      * av_frame_set_colorspace().
489      * - encoding: Set by user
490      * - decoding: Set by libavcodec
491      */
492     enum AVColorSpace colorspace;
493
494     /**
495      * MPEG vs JPEG YUV range.
496      * It must be accessed using av_frame_get_color_range() and
497      * av_frame_set_color_range().
498      * - encoding: Set by user
499      * - decoding: Set by libavcodec
500      */
501     enum AVColorRange color_range;
502
503
504     /**
505      * Not to be accessed directly from outside libavutil
506      */
507     AVBufferRef *qp_table_buf;
508 } AVFrame;
509
510 /**
511  * Accessors for some AVFrame fields.
512  * The position of these field in the structure is not part of the ABI,
513  * they should not be accessed directly outside libavcodec.
514  */
515 int64_t av_frame_get_best_effort_timestamp(const AVFrame *frame);
516 void    av_frame_set_best_effort_timestamp(AVFrame *frame, int64_t val);
517 int64_t av_frame_get_pkt_duration         (const AVFrame *frame);
518 void    av_frame_set_pkt_duration         (AVFrame *frame, int64_t val);
519 int64_t av_frame_get_pkt_pos              (const AVFrame *frame);
520 void    av_frame_set_pkt_pos              (AVFrame *frame, int64_t val);
521 int64_t av_frame_get_channel_layout       (const AVFrame *frame);
522 void    av_frame_set_channel_layout       (AVFrame *frame, int64_t val);
523 int     av_frame_get_channels             (const AVFrame *frame);
524 void    av_frame_set_channels             (AVFrame *frame, int     val);
525 int     av_frame_get_sample_rate          (const AVFrame *frame);
526 void    av_frame_set_sample_rate          (AVFrame *frame, int     val);
527 AVDictionary *av_frame_get_metadata       (const AVFrame *frame);
528 void          av_frame_set_metadata       (AVFrame *frame, AVDictionary *val);
529 int     av_frame_get_decode_error_flags   (const AVFrame *frame);
530 void    av_frame_set_decode_error_flags   (AVFrame *frame, int     val);
531 int     av_frame_get_pkt_size(const AVFrame *frame);
532 void    av_frame_set_pkt_size(AVFrame *frame, int val);
533 AVDictionary **avpriv_frame_get_metadatap(AVFrame *frame);
534 int8_t *av_frame_get_qp_table(AVFrame *f, int *stride, int *type);
535 int av_frame_set_qp_table(AVFrame *f, AVBufferRef *buf, int stride, int type);
536 enum AVColorSpace av_frame_get_colorspace(const AVFrame *frame);
537 void    av_frame_set_colorspace(AVFrame *frame, enum AVColorSpace val);
538 enum AVColorRange av_frame_get_color_range(const AVFrame *frame);
539 void    av_frame_set_color_range(AVFrame *frame, enum AVColorRange val);
540
541 /**
542  * Get the name of a colorspace.
543  * @return a static string identifying the colorspace; can be NULL.
544  */
545 const char *av_get_colorspace_name(enum AVColorSpace val);
546
547 /**
548  * Allocate an AVFrame and set its fields to default values.  The resulting
549  * struct must be freed using av_frame_free().
550  *
551  * @return An AVFrame filled with default values or NULL on failure.
552  *
553  * @note this only allocates the AVFrame itself, not the data buffers. Those
554  * must be allocated through other means, e.g. with av_frame_get_buffer() or
555  * manually.
556  */
557 AVFrame *av_frame_alloc(void);
558
559 /**
560  * Free the frame and any dynamically allocated objects in it,
561  * e.g. extended_data. If the frame is reference counted, it will be
562  * unreferenced first.
563  *
564  * @param frame frame to be freed. The pointer will be set to NULL.
565  */
566 void av_frame_free(AVFrame **frame);
567
568 /**
569  * Setup a new reference to the data described by a given frame.
570  *
571  * Copy frame properties from src to dst and create a new reference for each
572  * AVBufferRef from src.
573  *
574  * If src is not reference counted, new buffers are allocated and the data is
575  * copied.
576  *
577  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error
578  */
579 int av_frame_ref(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
580
581 /**
582  * Create a new frame that references the same data as src.
583  *
584  * This is a shortcut for av_frame_alloc()+av_frame_ref().
585  *
586  * @return newly created AVFrame on success, NULL on error.
587  */
588 AVFrame *av_frame_clone(const AVFrame *src);
589
590 /**
591  * Unreference all the buffers referenced by frame and reset the frame fields.
592  */
593 void av_frame_unref(AVFrame *frame);
594
595 /**
596  * Move everythnig contained in src to dst and reset src.
597  */
598 void av_frame_move_ref(AVFrame *dst, AVFrame *src);
599
600 /**
601  * Allocate new buffer(s) for audio or video data.
602  *
603  * The following fields must be set on frame before calling this function:
604  * - format (pixel format for video, sample format for audio)
605  * - width and height for video
606  * - nb_samples and channel_layout for audio
607  *
608  * This function will fill AVFrame.data and AVFrame.buf arrays and, if
609  * necessary, allocate and fill AVFrame.extended_data and AVFrame.extended_buf.
610  * For planar formats, one buffer will be allocated for each plane.
611  *
612  * @param frame frame in which to store the new buffers.
613  * @param align required buffer size alignment
614  *
615  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
616  */
617 int av_frame_get_buffer(AVFrame *frame, int align);
618
619 /**
620  * Check if the frame data is writable.
621  *
622  * @return A positive value if the frame data is writable (which is true if and
623  * only if each of the underlying buffers has only one reference, namely the one
624  * stored in this frame). Return 0 otherwise.
625  *
626  * If 1 is returned the answer is valid until av_buffer_ref() is called on any
627  * of the underlying AVBufferRefs (e.g. through av_frame_ref() or directly).
628  *
629  * @see av_frame_make_writable(), av_buffer_is_writable()
630  */
631 int av_frame_is_writable(AVFrame *frame);
632
633 /**
634  * Ensure that the frame data is writable, avoiding data copy if possible.
635  *
636  * Do nothing if the frame is writable, allocate new buffers and copy the data
637  * if it is not.
638  *
639  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
640  *
641  * @see av_frame_is_writable(), av_buffer_is_writable(),
642  * av_buffer_make_writable()
643  */
644 int av_frame_make_writable(AVFrame *frame);
645
646 /**
647  * Copy only "metadata" fields from src to dst.
648  *
649  * Metadata for the purpose of this function are those fields that do not affect
650  * the data layout in the buffers.  E.g. pts, sample rate (for audio) or sample
651  * aspect ratio (for video), but not width/height or channel layout.
652  * Side data is also copied.
653  */
654 int av_frame_copy_props(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
655
656 /**
657  * Get the buffer reference a given data plane is stored in.
658  *
659  * @param plane index of the data plane of interest in frame->extended_data.
660  *
661  * @return the buffer reference that contains the plane or NULL if the input
662  * frame is not valid.
663  */
664 AVBufferRef *av_frame_get_plane_buffer(AVFrame *frame, int plane);
665
666 /**
667  * Add a new side data to a frame.
668  *
669  * @param frame a frame to which the side data should be added
670  * @param type type of the added side data
671  * @param size size of the side data
672  *
673  * @return newly added side data on success, NULL on error
674  */
675 AVFrameSideData *av_frame_new_side_data(AVFrame *frame,
676                                         enum AVFrameSideDataType type,
677                                         int size);
678
679 /**
680  * @return a pointer to the side data of a given type on success, NULL if there
681  * is no side data with such type in this frame.
682  */
683 AVFrameSideData *av_frame_get_side_data(const AVFrame *frame,
684                                         enum AVFrameSideDataType type);
685
686 #endif /* AVUTIL_FRAME_H */