h264: switch to h2645_parse for NAL parsing
[ffmpeg.git] / libavcodec / mpegvideo.h
1 /*
2  * Generic DCT based hybrid video encoder
3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * mpegvideo header.
26  */
27
28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
30
31 #include <float.h>
32
33 #include "avcodec.h"
34 #include "blockdsp.h"
35 #include "error_resilience.h"
36 #include "fdctdsp.h"
37 #include "get_bits.h"
38 #include "h263dsp.h"
39 #include "hpeldsp.h"
40 #include "idctdsp.h"
41 #include "internal.h"
42 #include "me_cmp.h"
43 #include "motion_est.h"
44 #include "mpegpicture.h"
45 #include "mpegvideodsp.h"
46 #include "mpegvideoencdsp.h"
47 #include "pixblockdsp.h"
48 #include "put_bits.h"
49 #include "ratecontrol.h"
50 #include "parser.h"
51 #include "mpegutils.h"
52 #include "mpeg12data.h"
53 #include "qpeldsp.h"
54 #include "thread.h"
55 #include "videodsp.h"
56
57 #include "libavutil/opt.h"
58
59 #define MAX_THREADS 16
60
61 #define MAX_B_FRAMES 16
62
63 /* Start codes. */
64 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
65 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
66 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
67 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
68 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
69 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
70 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
71 #define USER_START_CODE         0x000001b2
72
73 /**
74  * MpegEncContext.
75  */
76 typedef struct MpegEncContext {
77     AVClass *class;
78
79     int y_dc_scale, c_dc_scale;
80     int ac_pred;
81     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
82     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
83
84     /* scantables */
85     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
86     ScanTable intra_scantable;
87     ScanTable intra_h_scantable;
88     ScanTable intra_v_scantable;
89
90     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
91      *          offsets used in asm. */
92
93     struct AVCodecContext *avctx;
94     /* the following parameters must be initialized before encoding */
95     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
96     int gop_size;
97     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
98     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
99     enum OutputFormat out_format; ///< output format
100     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
101     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
102
103 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
104     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
105     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
106
107     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
108     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
109     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
110     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
111     int luma_elim_threshold;
112     int chroma_elim_threshold;
113     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
114     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
115     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
116     /* the following fields are managed internally by the encoder */
117
118     /* sequence parameters */
119     int context_initialized;
120     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
121     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
122     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
123     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
124     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
125     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
126     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
127     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
128     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
129     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
130     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
131     Picture *picture;          ///< main picture buffer
132     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
133     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
134
135     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
136     /**
137      * pts difference between the first and second input frame, used for
138      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
139     int64_t dts_delta;
140     /**
141      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
142      * a delay */
143     int64_t reordered_pts;
144
145     /** bit output */
146     PutBitContext pb;
147
148     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
149     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
150     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
151     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
152
153     /**
154      * copy of the previous picture structure.
155      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
156      */
157     Picture last_picture;
158
159     /**
160      * copy of the next picture structure.
161      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
162      */
163     Picture next_picture;
164
165     /**
166      * copy of the source picture structure for encoding.
167      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
168      */
169     Picture new_picture;
170
171     /**
172      * copy of the current picture structure.
173      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
174      */
175     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
176
177     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
178     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
179     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
180     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
181     int16_t *dc_val_base;
182     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
183     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
184     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
185     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
186     uint8_t *coded_block_base;
187     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
188     int16_t (*ac_val_base)[16];
189     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
190     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
191     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
192                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
193     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
194     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
195     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
196
197     ScratchpadContext sc;
198
199     int qscale;                 ///< QP
200     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
201     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
202     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
203     int *lambda_table;
204     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
205     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
206     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
207     int last_pict_type; //FIXME removes
208     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
209     int droppable;
210     int frame_rate_index;
211     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
212     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
213
214     /* motion compensation */
215     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
216     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
217
218     BlockDSPContext bdsp;
219     FDCTDSPContext fdsp;
220     HpelDSPContext hdsp;
221     IDCTDSPContext idsp;
222     MECmpContext mecc;
223     MpegVideoDSPContext mdsp;
224     MpegvideoEncDSPContext mpvencdsp;
225     PixblockDSPContext pdsp;
226     QpelDSPContext qdsp;
227     VideoDSPContext vdsp;
228     H263DSPContext h263dsp;
229     int f_code;                 ///< forward MV resolution
230     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
231     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
232     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
233     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
234     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
235     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
236     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
237     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
238     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
239     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
240     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
241     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
242     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
243     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
244     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
245     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
246     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
247     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
248     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
249 #if FF_API_MOTION_EST
250     int me_method;                       ///< ME algorithm
251 #endif
252     int motion_est;                      ///< ME algorithm
253     int me_penalty_compensation;
254     int me_pre;                          ///< prepass for motion estimation
255     int mv_dir;
256 #define MV_DIR_FORWARD   1
257 #define MV_DIR_BACKWARD  2
258 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
259     int mv_type;
260 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
261 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
262 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
263 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
264 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
265     /**motion vectors for a macroblock
266        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
267        second "         : depend on type
268        third  "         : 0 = x, 1 = y
269     */
270     int mv[2][4][2];
271     int field_select[2][2];
272     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
273     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
274     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
275
276     MotionEstContext me;
277
278     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
279                         for b-frames rounding mode is always 0 */
280
281     /* macroblock layer */
282     int mb_x, mb_y;
283     int mb_skip_run;
284     int mb_intra;
285     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
286
287     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
288     int block_wrap[6];
289     uint8_t *dest[3];
290
291     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
292
293     /** matrix transmitted in the bitstream */
294     uint16_t intra_matrix[64];
295     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
296     uint16_t inter_matrix[64];
297     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
298
299     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
300     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
301     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
302     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
303     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
304     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
305     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
306     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
307     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
308     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
309 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
310
311     int coded_score[8];
312
313     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
314     int (*q_intra_matrix)[64];
315     int (*q_inter_matrix)[64];
316     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
317     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
318     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
319
320     /* noise reduction */
321     int (*dct_error_sum)[64];
322     int dct_count[2];
323     uint16_t (*dct_offset)[64];
324
325     /* bit rate control */
326     int64_t total_bits;
327     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
328     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
329     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
330
331     /* statistics, used for 2-pass encoding */
332     int mv_bits;
333     int header_bits;
334     int i_tex_bits;
335     int p_tex_bits;
336     int i_count;
337     int f_count;
338     int b_count;
339     int skip_count;
340     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
341     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
342
343     /* error concealment / resync */
344     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
345     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
346     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
347     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
348     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
349
350     ParseContext parse_context;
351
352     /* H.263 specific */
353     int gob_index;
354     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
355     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
356     int prev_mb_info, last_mb_info;
357     uint8_t *mb_info_ptr;
358     int mb_info_size;
359     int rc_strategy;
360
361     /* H.263+ specific */
362     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
363     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
364     int h263_slice_structured;
365     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
366     int modified_quant;
367     int loop_filter;
368     int custom_pcf;
369
370     /* mpeg4 specific */
371     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
372     int time_increment_bits;
373     int last_time_base;
374     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
375     int64_t time;                   ///< time of current frame
376     int64_t last_non_b_time;
377     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
378     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
379     uint16_t pp_field_time;
380     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
381     int real_sprite_warping_points;
382     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
383     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
384     int mcsel;
385     int quant_precision;
386     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
387     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
388     int sprite_warping_accuracy;
389     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
390     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
391     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
392     int vo_type;
393     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
394     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
395     int mpeg_quant;
396     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
397
398     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
399     int divx_packed;
400     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
401     int bitstream_buffer_size;
402     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
403
404     /* RV10 specific */
405     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
406     int rv10_first_dc_coded[3];
407
408     /* MJPEG specific */
409     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
410     int pred;
411
412     /* MSMPEG4 specific */
413     int mv_table_index;
414     int rl_table_index;
415     int rl_chroma_table_index;
416     int dc_table_index;
417     int use_skip_mb_code;
418     int slice_height;      ///< in macroblocks
419     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
420     int flipflop_rounding;
421     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
422     int per_mb_rl_table;
423     int esc3_level_length;
424     int esc3_run_length;
425     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
426     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
427     int inter_intra_pred;
428     int mspel;
429
430     /* decompression specific */
431     GetBitContext gb;
432
433     /* Mpeg1 specific */
434     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
435     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
436     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
437
438     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
439     int progressive_sequence;
440     int mpeg_f_code[2][2];
441
442     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
443     int picture_structure;
444
445     int64_t timecode_frame_start; ///< GOP timecode frame start number, in non drop frame format
446     int intra_dc_precision;
447     int frame_pred_frame_dct;
448     int top_field_first;
449     int concealment_motion_vectors;
450     int q_scale_type;
451     int brd_scale;
452     int intra_vlc_format;
453     int alternate_scan;
454     int repeat_first_field;
455     int chroma_420_type;
456     int chroma_format;
457 #define CHROMA_420 1
458 #define CHROMA_422 2
459     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
460     int chroma_y_shift;
461
462     int progressive_frame;
463     int full_pel[2];
464     int interlaced_dct;
465     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
466     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
467     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
468
469     /* RTP specific */
470     int rtp_mode;
471     int rtp_payload_size;
472
473     uint8_t *ptr_lastgob;
474     int16_t (*pblocks[12])[64];
475
476     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
477     int16_t (*blocks)[12][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
478     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
479 #define SLICE_OK         0
480 #define SLICE_ERROR     -1
481 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
482 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
483
484     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
485                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
486     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
487                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
488     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
489                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
490     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
491                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
492     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
493                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
494     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
495                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
496     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
497                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
498     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
499                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
500     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
501     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
502     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
503
504     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
505     int quantizer_noise_shaping;
506
507     /**
508      * ratecontrol qmin qmax limiting method
509      * 0-> clipping, 1-> use a nice continuous function to limit qscale wthin qmin/qmax.
510      */
511     float rc_qsquish;
512     float rc_qmod_amp;
513     int   rc_qmod_freq;
514     float rc_initial_cplx;
515     float rc_buffer_aggressivity;
516     float border_masking;
517     int lmin, lmax;
518
519     char *rc_eq;
520
521     /* temp buffers for rate control */
522     float *cplx_tab, *bits_tab;
523
524     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
525      * a frame size change */
526     int context_reinit;
527
528     ERContext er;
529
530     int error_rate;
531
532     /* temporary frames used by b_frame_strategy = 2 */
533     AVFrame *tmp_frames[MAX_B_FRAMES + 2];
534     int b_frame_strategy;
535     int b_sensitivity;
536
537     /* frame skip options for encoding */
538     int frame_skip_threshold;
539     int frame_skip_factor;
540     int frame_skip_exp;
541     int frame_skip_cmp;
542
543     int scenechange_threshold;
544     int noise_reduction;
545 } MpegEncContext;
546
547 /* mpegvideo_enc common options */
548 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
549 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
550 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
551 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
552 #define FF_MPV_FLAG_NAQ          0x0010
553 #define FF_MPV_FLAG_MV0          0x0020
554
555 #define FF_MPV_OPT_CMP_FUNC \
556 { "sad",    "Sum of absolute differences, fast", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_SAD }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
557 { "sse",    "Sum of squared errors", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_SSE }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
558 { "satd",   "Sum of absolute Hadamard transformed differences", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_SATD }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
559 { "dct",    "Sum of absolute DCT transformed differences", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_DCT }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
560 { "psnr",   "Sum of squared quantization errors, low quality", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_PSNR }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
561 { "bit",    "Number of bits needed for the block", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_BIT }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
562 { "rd",     "Rate distortion optimal, slow", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_RD }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
563 { "zero",   "Zero", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_ZERO }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
564 { "vsad",   "Sum of absolute vertical differences", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_VSAD }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
565 { "vsse",   "Sum of squared vertical differences", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_VSSE }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
566 { "nsse",   "Noise preserving sum of squared differences", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_NSSE }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
567 { "dct264", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_DCT264 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
568 { "dctmax", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_DCTMAX }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
569 { "chroma", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = FF_CMP_CHROMA }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }
570
571 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
572 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
573 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
574 FF_MPV_OPT_CMP_FUNC, \
575 { "mpv_flags",      "Flags common for all mpegvideo-based encoders.", FF_MPV_OFFSET(mpv_flags), AV_OPT_TYPE_FLAGS, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
576 { "skip_rd",        "RD optimal MB level residual skipping", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_SKIP_RD },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
577 { "strict_gop",     "Strictly enforce gop size",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
578 { "qp_rd",          "Use rate distortion optimization for qp selection", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_QP_RD },  0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
579 { "cbp_rd",         "use rate distortion optimization for CBP",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_CBP_RD }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
580 { "naq",            "normalize adaptive quantization",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_NAQ },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
581 { "mv0",            "always try a mb with mv=<0,0>",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_MV0 },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
582 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
583                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
584 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
585                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
586 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
587 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
588                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
589 {"qsquish", "how to keep quantizer between qmin and qmax (0 = clip, 1 = use differentiable function)",                                                                          \
590                                                                     FF_MPV_OFFSET(rc_qsquish), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, 0, 99, FF_MPV_OPT_FLAGS},                        \
591 {"rc_qmod_amp", "experimental quantizer modulation",                FF_MPV_OFFSET(rc_qmod_amp), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},           \
592 {"rc_qmod_freq", "experimental quantizer modulation",               FF_MPV_OFFSET(rc_qmod_freq), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},             \
593 {"rc_eq", "Set rate control equation. When computing the expression, besides the standard functions "                                                                           \
594           "defined in the section 'Expression Evaluation', the following functions are available: "                                                                             \
595           "bits2qp(bits), qp2bits(qp). Also the following constants are available: iTex pTex tex mv "                                                                           \
596           "fCode iCount mcVar var isI isP isB avgQP qComp avgIITex avgPITex avgPPTex avgBPTex avgTex.",                                                                         \
597                                                                     FF_MPV_OFFSET(rc_eq), AV_OPT_TYPE_STRING,                           .flags = FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
598 {"rc_init_cplx", "initial complexity for 1-pass encoding",          FF_MPV_OFFSET(rc_initial_cplx), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},       \
599 {"rc_buf_aggressivity", "currently useless",                        FF_MPV_OFFSET(rc_buffer_aggressivity), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1.0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS}, \
600 {"border_mask", "increase the quantizer for macroblocks close to borders", FF_MPV_OFFSET(border_masking), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0 }, -FLT_MAX, FLT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS},    \
601 {"lmin", "minimum Lagrange factor (VBR)",                           FF_MPV_OFFSET(lmin), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 =  2*FF_QP2LAMBDA }, 0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
602 {"lmax", "maximum Lagrange factor (VBR)",                           FF_MPV_OFFSET(lmax), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 31*FF_QP2LAMBDA }, 0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },            \
603 {"ibias", "intra quant bias",                                       FF_MPV_OFFSET(intra_quant_bias), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = FF_DEFAULT_QUANT_BIAS }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },   \
604 {"pbias", "inter quant bias",                                       FF_MPV_OFFSET(inter_quant_bias), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = FF_DEFAULT_QUANT_BIAS }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },   \
605 {"rc_strategy", "ratecontrol method",                               FF_MPV_OFFSET(rc_strategy), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, 0, 1, FF_MPV_OPT_FLAGS },   \
606 {"motion_est", "motion estimation algorithm",                       FF_MPV_OFFSET(motion_est), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = FF_ME_EPZS }, FF_ME_ZERO, FF_ME_XONE, FF_MPV_OPT_FLAGS, "motion_est" },   \
607 { "zero", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_ME_ZERO }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "motion_est" }, \
608 { "epzs", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_ME_EPZS }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "motion_est" }, \
609 { "xone", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_ME_XONE }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "motion_est" }, \
610 {"b_strategy", "Strategy to choose between I/P/B-frames",           FF_MPV_OFFSET(b_frame_strategy), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, 0, 2, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
611 {"b_sensitivity", "Adjust sensitivity of b_frame_strategy 1",       FF_MPV_OFFSET(b_sensitivity), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 40 }, 1, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
612 {"brd_scale", "Downscale frames for dynamic B-frame decision",      FF_MPV_OFFSET(brd_scale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, 0, 3, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
613 {"skip_threshold", "Frame skip threshold",                          FF_MPV_OFFSET(frame_skip_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
614 {"skip_factor", "Frame skip factor",                                FF_MPV_OFFSET(frame_skip_factor), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
615 {"skip_exp", "Frame skip exponent",                                 FF_MPV_OFFSET(frame_skip_exp), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
616 {"skip_cmp", "Frame skip compare function",                         FF_MPV_OFFSET(frame_skip_cmp), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = FF_CMP_DCTMAX }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "cmp_func" }, \
617 {"sc_threshold", "Scene change threshold",                          FF_MPV_OFFSET(scenechange_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
618 {"noise_reduction", "Noise reduction",                              FF_MPV_OFFSET(noise_reduction), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
619 {"mpeg_quant", "Use MPEG quantizers instead of H.263",              FF_MPV_OFFSET(mpeg_quant), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, 0, 1, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
620 {"ps", "RTP payload size in bytes",                             FF_MPV_OFFSET(rtp_payload_size), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
621 {"mepc", "Motion estimation bitrate penalty compensation (1.0 = 256)", FF_MPV_OFFSET(me_penalty_compensation), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 256 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
622 {"mepre", "pre motion estimation", FF_MPV_OFFSET(me_pre), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS }, \
623
624 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
625
626 /**
627  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
628  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
629  * state of the MpegEncContext.
630  */
631 void ff_mpv_common_defaults(MpegEncContext *s);
632
633 int ff_mpv_common_init(MpegEncContext *s);
634 void ff_mpv_common_init_arm(MpegEncContext *s);
635 void ff_mpv_common_init_neon(MpegEncContext *s);
636 void ff_mpv_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
637 void ff_mpv_common_init_x86(MpegEncContext *s);
638
639 int ff_mpv_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
640 void ff_mpv_common_end(MpegEncContext *s);
641
642 void ff_mpv_decode_defaults(MpegEncContext *s);
643 void ff_mpv_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
644 void ff_mpv_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
645
646 int ff_mpv_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
647 void ff_mpv_frame_end(MpegEncContext *s);
648
649 int ff_mpv_encode_init(AVCodecContext *avctx);
650 void ff_mpv_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
651
652 int ff_mpv_encode_end(AVCodecContext *avctx);
653 int ff_mpv_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
654                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
655
656 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
657 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
658 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
659 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p);
660 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
661
662 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
663 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
664 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
665
666 void ff_mpv_idct_init(MpegEncContext *s);
667 void ff_convert_matrix(MpegEncContext *s, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
668                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
669 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
670
671 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
672
673 void ff_mpv_motion(MpegEncContext *s,
674                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
675                    uint8_t *dest_cr, int dir,
676                    uint8_t **ref_picture,
677                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
678                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
679
680 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
681     const int block_size = 8;
682
683     s->block_index[0]+=2;
684     s->block_index[1]+=2;
685     s->block_index[2]+=2;
686     s->block_index[3]+=2;
687     s->block_index[4]++;
688     s->block_index[5]++;
689     s->dest[0]+= 2*block_size;
690     s->dest[1]+= block_size;
691     s->dest[2]+= block_size;
692 }
693
694 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
695     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
696     const int last= s->last_bits;
697
698     s->last_bits = bits;
699
700     return bits - last;
701 }
702
703 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */