]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/frame.h
Merge commit 'dd249245d012c1eceb57c166e256fc95e74f4bb1'
[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
63 typedef struct AVFrameSideData {
64     enum AVFrameSideDataType type;
65     uint8_t *data;
66     int      size;
67     AVDictionary *metadata;
68 } AVFrameSideData;
69
70 /**
71  * This structure describes decoded (raw) audio or video data.
72  *
73  * AVFrame must be allocated using av_frame_alloc(). Note that this only
74  * allocates the AVFrame itself, the buffers for the data must be managed
75  * through other means (see below).
76  * AVFrame must be freed with av_frame_free().
77  *
78  * AVFrame is typically allocated once and then reused multiple times to hold
79  * different data (e.g. a single AVFrame to hold frames received from a
80  * decoder). In such a case, av_frame_unref() will free any references held by
81  * the frame and reset it to its original clean state before it
82  * is reused again.
83  *
84  * The data described by an AVFrame is usually reference counted through the
85  * AVBuffer API. The underlying buffer references are stored in AVFrame.buf /
86  * AVFrame.extended_buf. An AVFrame is considered to be reference counted if at
87  * least one reference is set, i.e. if AVFrame.buf[0] != NULL. In such a case,
88  * every single data plane must be contained in one of the buffers in
89  * AVFrame.buf or AVFrame.extended_buf.
90  * There may be a single buffer for all the data, or one separate buffer for
91  * each plane, or anything in between.
92  *
93  * sizeof(AVFrame) is not a part of the public ABI, so new fields may be added
94  * to the end with a minor bump.
95  * Similarly fields that are marked as to be only accessed by
96  * av_opt_ptr() can be reordered. This allows 2 forks to add fields
97  * without breaking compatibility with each other.
98  */
99 typedef struct AVFrame {
100 #define AV_NUM_DATA_POINTERS 8
101     /**
102      * pointer to the picture/channel planes.
103      * This might be different from the first allocated byte
104      *
105      * Some decoders access areas outside 0,0 - width,height, please
106      * see avcodec_align_dimensions2(). Some filters and swscale can read
107      * up to 16 bytes beyond the planes, if these filters are to be used,
108      * then 16 extra bytes must be allocated.
109      */
110     uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS];
111
112     /**
113      * For video, size in bytes of each picture line.
114      * For audio, size in bytes of each plane.
115      *
116      * For audio, only linesize[0] may be set. For planar audio, each channel
117      * plane must be the same size.
118      *
119      * For video the linesizes should be multiplies of the CPUs alignment
120      * preference, this is 16 or 32 for modern desktop CPUs.
121      * Some code requires such alignment other code can be slower without
122      * correct alignment, for yet other it makes no difference.
123      *
124      * @note The linesize may be larger than the size of usable data -- there
125      * may be extra padding present for performance reasons.
126      */
127     int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS];
128
129     /**
130      * pointers to the data planes/channels.
131      *
132      * For video, this should simply point to data[].
133      *
134      * For planar audio, each channel has a separate data pointer, and
135      * linesize[0] contains the size of each channel buffer.
136      * For packed audio, there is just one data pointer, and linesize[0]
137      * contains the total size of the buffer for all channels.
138      *
139      * Note: Both data and extended_data should always be set in a valid frame,
140      * but for planar audio with more channels that can fit in data,
141      * extended_data must be used in order to access all channels.
142      */
143     uint8_t **extended_data;
144
145     /**
146      * width and height of the video frame
147      */
148     int width, height;
149
150     /**
151      * number of audio samples (per channel) described by this frame
152      */
153     int nb_samples;
154
155     /**
156      * format of the frame, -1 if unknown or unset
157      * Values correspond to enum AVPixelFormat for video frames,
158      * enum AVSampleFormat for audio)
159      */
160     int format;
161
162     /**
163      * 1 -> keyframe, 0-> not
164      */
165     int key_frame;
166
167     /**
168      * Picture type of the frame.
169      */
170     enum AVPictureType pict_type;
171
172 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
173     attribute_deprecated
174     uint8_t *base[AV_NUM_DATA_POINTERS];
175 #endif
176
177     /**
178      * Sample aspect ratio for the video frame, 0/1 if unknown/unspecified.
179      */
180     AVRational sample_aspect_ratio;
181
182     /**
183      * Presentation timestamp in time_base units (time when frame should be shown to user).
184      */
185     int64_t pts;
186
187     /**
188      * PTS copied from the AVPacket that was decoded to produce this frame.
189      */
190     int64_t pkt_pts;
191
192     /**
193      * DTS copied from the AVPacket that triggered returning this frame. (if frame threading isnt used)
194      * This is also the Presentation time of this AVFrame calculated from
195      * only AVPacket.dts values without pts values.
196      */
197     int64_t pkt_dts;
198
199     /**
200      * picture number in bitstream order
201      */
202     int coded_picture_number;
203     /**
204      * picture number in display order
205      */
206     int display_picture_number;
207
208     /**
209      * quality (between 1 (good) and FF_LAMBDA_MAX (bad))
210      */
211     int quality;
212
213 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
214     attribute_deprecated
215     int reference;
216
217     /**
218      * QP table
219      */
220     attribute_deprecated
221     int8_t *qscale_table;
222     /**
223      * QP store stride
224      */
225     attribute_deprecated
226     int qstride;
227
228     attribute_deprecated
229     int qscale_type;
230
231     /**
232      * mbskip_table[mb]>=1 if MB didn't change
233      * stride= mb_width = (width+15)>>4
234      */
235     attribute_deprecated
236     uint8_t *mbskip_table;
237
238     /**
239      * motion vector table
240      * @code
241      * example:
242      * int mv_sample_log2= 4 - motion_subsample_log2;
243      * int mb_width= (width+15)>>4;
244      * int mv_stride= (mb_width << mv_sample_log2) + 1;
245      * motion_val[direction][x + y*mv_stride][0->mv_x, 1->mv_y];
246      * @endcode
247      */
248     attribute_deprecated
249     int16_t (*motion_val[2])[2];
250
251     /**
252      * macroblock type table
253      * mb_type_base + mb_width + 2
254      */
255     attribute_deprecated
256     uint32_t *mb_type;
257
258     /**
259      * DCT coefficients
260      */
261     attribute_deprecated
262     short *dct_coeff;
263
264     /**
265      * motion reference frame index
266      * the order in which these are stored can depend on the codec.
267      */
268     attribute_deprecated
269     int8_t *ref_index[2];
270 #endif
271
272     /**
273      * for some private data of the user
274      */
275     void *opaque;
276
277     /**
278      * error
279      */
280     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
281
282 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
283     attribute_deprecated
284     int type;
285 #endif
286
287     /**
288      * When decoding, this signals how much the picture must be delayed.
289      * extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
290      */
291     int repeat_pict;
292
293     /**
294      * The content of the picture is interlaced.
295      */
296     int interlaced_frame;
297
298     /**
299      * If the content is interlaced, is top field displayed first.
300      */
301     int top_field_first;
302
303     /**
304      * Tell user application that palette has changed from previous frame.
305      */
306     int palette_has_changed;
307
308 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
309     attribute_deprecated
310     int buffer_hints;
311
312     /**
313      * Pan scan.
314      */
315     attribute_deprecated
316     struct AVPanScan *pan_scan;
317 #endif
318
319     /**
320      * reordered opaque 64bit (generally an integer or a double precision float
321      * PTS but can be anything).
322      * The user sets AVCodecContext.reordered_opaque to represent the input at
323      * that time,
324      * the decoder reorders values as needed and sets AVFrame.reordered_opaque
325      * to exactly one of the values provided by the user through AVCodecContext.reordered_opaque
326      * @deprecated in favor of pkt_pts
327      */
328     int64_t reordered_opaque;
329
330 #if FF_API_AVFRAME_LAVC
331     /**
332      * @deprecated this field is unused
333      */
334     attribute_deprecated void *hwaccel_picture_private;
335
336     attribute_deprecated
337     struct AVCodecContext *owner;
338     attribute_deprecated
339     void *thread_opaque;
340
341     /**
342      * log2 of the size of the block which a single vector in motion_val represents:
343      * (4->16x16, 3->8x8, 2-> 4x4, 1-> 2x2)
344      */
345     attribute_deprecated
346     uint8_t motion_subsample_log2;
347 #endif
348
349     /**
350      * Sample rate of the audio data.
351      */
352     int sample_rate;
353
354     /**
355      * Channel layout of the audio data.
356      */
357     uint64_t channel_layout;
358
359     /**
360      * AVBuffer references backing the data for this frame. If all elements of
361      * this array are NULL, then this frame is not reference counted.
362      *
363      * There may be at most one AVBuffer per data plane, so for video this array
364      * always contains all the references. For planar audio with more than
365      * AV_NUM_DATA_POINTERS channels, there may be more buffers than can fit in
366      * this array. Then the extra AVBufferRef pointers are stored in the
367      * extended_buf array.
368      */
369     AVBufferRef *buf[AV_NUM_DATA_POINTERS];
370
371     /**
372      * For planar audio which requires more than AV_NUM_DATA_POINTERS
373      * AVBufferRef pointers, this array will hold all the references which
374      * cannot fit into AVFrame.buf.
375      *
376      * Note that this is different from AVFrame.extended_data, which always
377      * contains all the pointers. This array only contains the extra pointers,
378      * which cannot fit into AVFrame.buf.
379      *
380      * This array is always allocated using av_malloc() by whoever constructs
381      * the frame. It is freed in av_frame_unref().
382      */
383     AVBufferRef **extended_buf;
384     /**
385      * Number of elements in extended_buf.
386      */
387     int        nb_extended_buf;
388
389     AVFrameSideData **side_data;
390     int            nb_side_data;
391
392 /**
393  * The frame data may be corrupted, e.g. due to decoding errors.
394  */
395 #define AV_FRAME_FLAG_CORRUPT       (1 << 0)
396
397     /**
398      * Frame flags, a combination of AV_FRAME_FLAG_*
399      */
400     int flags;
401
402     /**
403      * frame timestamp estimated using various heuristics, in stream time base
404      * Code outside libavcodec should access this field using:
405      * av_frame_get_best_effort_timestamp(frame)
406      * - encoding: unused
407      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
408      */
409     int64_t best_effort_timestamp;
410
411     /**
412      * reordered pos from the last AVPacket that has been input into the decoder
413      * Code outside libavcodec should access this field using:
414      * av_frame_get_pkt_pos(frame)
415      * - encoding: unused
416      * - decoding: Read by user.
417      */
418     int64_t pkt_pos;
419
420     /**
421      * duration of the corresponding packet, expressed in
422      * AVStream->time_base units, 0 if unknown.
423      * Code outside libavcodec should access this field using:
424      * av_frame_get_pkt_duration(frame)
425      * - encoding: unused
426      * - decoding: Read by user.
427      */
428     int64_t pkt_duration;
429
430     /**
431      * metadata.
432      * Code outside libavcodec should access this field using:
433      * av_frame_get_metadata(frame)
434      * - encoding: Set by user.
435      * - decoding: Set by libavcodec.
436      */
437     AVDictionary *metadata;
438
439     /**
440      * decode error flags of the frame, set to a combination of
441      * FF_DECODE_ERROR_xxx flags if the decoder produced a frame, but there
442      * were errors during the decoding.
443      * Code outside libavcodec should access this field using:
444      * av_frame_get_decode_error_flags(frame)
445      * - encoding: unused
446      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
447      */
448     int decode_error_flags;
449 #define FF_DECODE_ERROR_INVALID_BITSTREAM   1
450 #define FF_DECODE_ERROR_MISSING_REFERENCE   2
451
452     /**
453      * number of audio channels, only used for audio.
454      * Code outside libavcodec should access this field using:
455      * av_frame_get_channels(frame)
456      * - encoding: unused
457      * - decoding: Read by user.
458      */
459     int channels;
460
461     /**
462      * size of the corresponding packet containing the compressed
463      * frame. It must be accessed using av_frame_get_pkt_size() and
464      * av_frame_set_pkt_size().
465      * It is set to a negative value if unknown.
466      * - encoding: unused
467      * - decoding: set by libavcodec, read by user.
468      */
469     int pkt_size;
470
471     /**
472      * YUV colorspace type.
473      * It must be accessed using av_frame_get_colorspace() and
474      * av_frame_set_colorspace().
475      * - encoding: Set by user
476      * - decoding: Set by libavcodec
477      */
478     enum AVColorSpace colorspace;
479
480     /**
481      * MPEG vs JPEG YUV range.
482      * It must be accessed using av_frame_get_color_range() and
483      * av_frame_set_color_range().
484      * - encoding: Set by user
485      * - decoding: Set by libavcodec
486      */
487     enum AVColorRange color_range;
488
489
490     /**
491      * Not to be accessed directly from outside libavutil
492      */
493     AVBufferRef *qp_table_buf;
494 } AVFrame;
495
496 /**
497  * Accessors for some AVFrame fields.
498  * The position of these field in the structure is not part of the ABI,
499  * they should not be accessed directly outside libavcodec.
500  */
501 int64_t av_frame_get_best_effort_timestamp(const AVFrame *frame);
502 void    av_frame_set_best_effort_timestamp(AVFrame *frame, int64_t val);
503 int64_t av_frame_get_pkt_duration         (const AVFrame *frame);
504 void    av_frame_set_pkt_duration         (AVFrame *frame, int64_t val);
505 int64_t av_frame_get_pkt_pos              (const AVFrame *frame);
506 void    av_frame_set_pkt_pos              (AVFrame *frame, int64_t val);
507 int64_t av_frame_get_channel_layout       (const AVFrame *frame);
508 void    av_frame_set_channel_layout       (AVFrame *frame, int64_t val);
509 int     av_frame_get_channels             (const AVFrame *frame);
510 void    av_frame_set_channels             (AVFrame *frame, int     val);
511 int     av_frame_get_sample_rate          (const AVFrame *frame);
512 void    av_frame_set_sample_rate          (AVFrame *frame, int     val);
513 AVDictionary *av_frame_get_metadata       (const AVFrame *frame);
514 void          av_frame_set_metadata       (AVFrame *frame, AVDictionary *val);
515 int     av_frame_get_decode_error_flags   (const AVFrame *frame);
516 void    av_frame_set_decode_error_flags   (AVFrame *frame, int     val);
517 int     av_frame_get_pkt_size(const AVFrame *frame);
518 void    av_frame_set_pkt_size(AVFrame *frame, int val);
519 AVDictionary **avpriv_frame_get_metadatap(AVFrame *frame);
520 int8_t *av_frame_get_qp_table(AVFrame *f, int *stride, int *type);
521 int av_frame_set_qp_table(AVFrame *f, AVBufferRef *buf, int stride, int type);
522 enum AVColorSpace av_frame_get_colorspace(const AVFrame *frame);
523 void    av_frame_set_colorspace(AVFrame *frame, enum AVColorSpace val);
524 enum AVColorRange av_frame_get_color_range(const AVFrame *frame);
525 void    av_frame_set_color_range(AVFrame *frame, enum AVColorRange val);
526
527 /**
528  * Get the name of a colorspace.
529  * @return a static string identifying the colorspace; can be NULL.
530  */
531 const char *av_get_colorspace_name(enum AVColorSpace val);
532
533 /**
534  * Allocate an AVFrame and set its fields to default values.  The resulting
535  * struct must be freed using av_frame_free().
536  *
537  * @return An AVFrame filled with default values or NULL on failure.
538  *
539  * @note this only allocates the AVFrame itself, not the data buffers. Those
540  * must be allocated through other means, e.g. with av_frame_get_buffer() or
541  * manually.
542  */
543 AVFrame *av_frame_alloc(void);
544
545 /**
546  * Free the frame and any dynamically allocated objects in it,
547  * e.g. extended_data. If the frame is reference counted, it will be
548  * unreferenced first.
549  *
550  * @param frame frame to be freed. The pointer will be set to NULL.
551  */
552 void av_frame_free(AVFrame **frame);
553
554 /**
555  * Setup a new reference to the data described by a given frame.
556  *
557  * Copy frame properties from src to dst and create a new reference for each
558  * AVBufferRef from src.
559  *
560  * If src is not reference counted, new buffers are allocated and the data is
561  * copied.
562  *
563  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error
564  */
565 int av_frame_ref(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
566
567 /**
568  * Create a new frame that references the same data as src.
569  *
570  * This is a shortcut for av_frame_alloc()+av_frame_ref().
571  *
572  * @return newly created AVFrame on success, NULL on error.
573  */
574 AVFrame *av_frame_clone(const AVFrame *src);
575
576 /**
577  * Unreference all the buffers referenced by frame and reset the frame fields.
578  */
579 void av_frame_unref(AVFrame *frame);
580
581 /**
582  * Move everythnig contained in src to dst and reset src.
583  */
584 void av_frame_move_ref(AVFrame *dst, AVFrame *src);
585
586 /**
587  * Allocate new buffer(s) for audio or video data.
588  *
589  * The following fields must be set on frame before calling this function:
590  * - format (pixel format for video, sample format for audio)
591  * - width and height for video
592  * - nb_samples and channel_layout for audio
593  *
594  * This function will fill AVFrame.data and AVFrame.buf arrays and, if
595  * necessary, allocate and fill AVFrame.extended_data and AVFrame.extended_buf.
596  * For planar formats, one buffer will be allocated for each plane.
597  *
598  * @param frame frame in which to store the new buffers.
599  * @param align required buffer size alignment
600  *
601  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
602  */
603 int av_frame_get_buffer(AVFrame *frame, int align);
604
605 /**
606  * Check if the frame data is writable.
607  *
608  * @return A positive value if the frame data is writable (which is true if and
609  * only if each of the underlying buffers has only one reference, namely the one
610  * stored in this frame). Return 0 otherwise.
611  *
612  * If 1 is returned the answer is valid until av_buffer_ref() is called on any
613  * of the underlying AVBufferRefs (e.g. through av_frame_ref() or directly).
614  *
615  * @see av_frame_make_writable(), av_buffer_is_writable()
616  */
617 int av_frame_is_writable(AVFrame *frame);
618
619 /**
620  * Ensure that the frame data is writable, avoiding data copy if possible.
621  *
622  * Do nothing if the frame is writable, allocate new buffers and copy the data
623  * if it is not.
624  *
625  * @return 0 on success, a negative AVERROR on error.
626  *
627  * @see av_frame_is_writable(), av_buffer_is_writable(),
628  * av_buffer_make_writable()
629  */
630 int av_frame_make_writable(AVFrame *frame);
631
632 /**
633  * Copy only "metadata" fields from src to dst.
634  *
635  * Metadata for the purpose of this function are those fields that do not affect
636  * the data layout in the buffers.  E.g. pts, sample rate (for audio) or sample
637  * aspect ratio (for video), but not width/height or channel layout.
638  * Side data is also copied.
639  */
640 int av_frame_copy_props(AVFrame *dst, const AVFrame *src);
641
642 /**
643  * Get the buffer reference a given data plane is stored in.
644  *
645  * @param plane index of the data plane of interest in frame->extended_data.
646  *
647  * @return the buffer reference that contains the plane or NULL if the input
648  * frame is not valid.
649  */
650 AVBufferRef *av_frame_get_plane_buffer(AVFrame *frame, int plane);
651
652 /**
653  * Add a new side data to a frame.
654  *
655  * @param frame a frame to which the side data should be added
656  * @param type type of the added side data
657  * @param size size of the side data
658  *
659  * @return newly added side data on success, NULL on error
660  */
661 AVFrameSideData *av_frame_new_side_data(AVFrame *frame,
662                                         enum AVFrameSideDataType type,
663                                         int size);
664
665 /**
666  * @return a pointer to the side data of a given type on success, NULL if there
667  * is no side data with such type in this frame.
668  */
669 AVFrameSideData *av_frame_get_side_data(const AVFrame *frame,
670                                         enum AVFrameSideDataType type);
671
672 #endif /* AVUTIL_FRAME_H */