453285e317ea45f4d375fcbdb55aefa301cf3dea
[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 FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 libavcodec/mpegvideo.h
25  * mpegvideo header.
26  */
27
28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
30
31 #include "dsputil.h"
32 #include "bitstream.h"
33 #include "ratecontrol.h"
34 #include "parser.h"
35 #include "mpeg12data.h"
36 #include "rl.h"
37
38 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
39
40 enum OutputFormat {
41     FMT_MPEG1,
42     FMT_H261,
43     FMT_H263,
44     FMT_MJPEG,
45     FMT_H264,
46 };
47
48 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
49
50 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
51 #define QMAT_SHIFT 22
52
53 #define MAX_FCODE 7
54 #define MAX_MV 2048
55
56 #define MAX_THREADS 8
57
58 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
59
60 #define ME_MAP_SIZE 64
61 #define ME_MAP_SHIFT 3
62 #define ME_MAP_MV_BITS 11
63
64 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
65
66 #define INPLACE_OFFSET 16
67
68 /* Start codes. */
69 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
70 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
71 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
72 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
73 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
74 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
75 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
76 #define USER_START_CODE         0x000001b2
77
78 /**
79  * Picture.
80  */
81 typedef struct Picture{
82     FF_COMMON_FRAME
83
84     /**
85      * halfpel luma planes.
86      */
87     uint8_t *interpolated[3];
88     int16_t (*motion_val_base[2])[2];
89     uint32_t *mb_type_base;
90 #define MB_TYPE_INTRA MB_TYPE_INTRA4x4 //default mb_type if there is just one type
91 #define IS_INTRA4x4(a)   ((a)&MB_TYPE_INTRA4x4)
92 #define IS_INTRA16x16(a) ((a)&MB_TYPE_INTRA16x16)
93 #define IS_PCM(a)        ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
94 #define IS_INTRA(a)      ((a)&7)
95 #define IS_INTER(a)      ((a)&(MB_TYPE_16x16|MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8))
96 #define IS_SKIP(a)       ((a)&MB_TYPE_SKIP)
97 #define IS_INTRA_PCM(a)  ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
98 #define IS_INTERLACED(a) ((a)&MB_TYPE_INTERLACED)
99 #define IS_DIRECT(a)     ((a)&MB_TYPE_DIRECT2)
100 #define IS_GMC(a)        ((a)&MB_TYPE_GMC)
101 #define IS_16X16(a)      ((a)&MB_TYPE_16x16)
102 #define IS_16X8(a)       ((a)&MB_TYPE_16x8)
103 #define IS_8X16(a)       ((a)&MB_TYPE_8x16)
104 #define IS_8X8(a)        ((a)&MB_TYPE_8x8)
105 #define IS_SUB_8X8(a)    ((a)&MB_TYPE_16x16) //note reused
106 #define IS_SUB_8X4(a)    ((a)&MB_TYPE_16x8)  //note reused
107 #define IS_SUB_4X8(a)    ((a)&MB_TYPE_8x16)  //note reused
108 #define IS_SUB_4X4(a)    ((a)&MB_TYPE_8x8)   //note reused
109 #define IS_ACPRED(a)     ((a)&MB_TYPE_ACPRED)
110 #define IS_QUANT(a)      ((a)&MB_TYPE_QUANT)
111 #define IS_DIR(a, part, list) ((a) & (MB_TYPE_P0L0<<((part)+2*(list))))
112 #define USES_LIST(a, list) ((a) & ((MB_TYPE_P0L0|MB_TYPE_P1L0)<<(2*(list)))) ///< does this mb use listX, note does not work if subMBs
113 #define HAS_CBP(a)        ((a)&MB_TYPE_CBP)
114
115     int field_poc[2];           ///< h264 top/bottom POC
116     int poc;                    ///< h264 frame POC
117     int frame_num;              ///< h264 frame_num (raw frame_num from slice header)
118     int pic_id;                 /**< h264 pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
119                                      pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
120     int long_ref;               ///< 1->long term reference 0->short term reference
121     int ref_poc[2][2][16];      ///< h264 POCs of the frames used as reference (FIXME need per slice)
122     int ref_count[2][2];        ///< number of entries in ref_poc              (FIXME need per slice)
123     int mbaff;                  ///< h264 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
124
125     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
126     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
127     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
128     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
129     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
130     int32_t *mb_cmp_score;      ///< Table for MB cmp scores, for mb decision FIXME remove
131     int b_frame_score;          /* */
132 } Picture;
133
134 struct MpegEncContext;
135
136 /**
137  * Motion estimation context.
138  */
139 typedef struct MotionEstContext{
140     AVCodecContext *avctx;
141     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
142     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
143     int direct_basis_mv[4][2];
144     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
145     uint8_t *best_mb;
146     uint8_t *temp_mb[2];
147     uint8_t *temp;
148     int best_bits;
149     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
150     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
151     int map_generation;
152     int pre_penalty_factor;
153     int penalty_factor;                /*!< an estimate of the bits required to
154                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
155                                         more bits than (0,0). We have to
156                                         estimate whether any reduction in
157                                         residual is worth the extra bits. */
158     int sub_penalty_factor;
159     int mb_penalty_factor;
160     int flags;
161     int sub_flags;
162     int mb_flags;
163     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
164     int dia_size;
165     int xmin;
166     int xmax;
167     int ymin;
168     int ymax;
169     int pred_x;
170     int pred_y;
171     uint8_t *src[4][4];
172     uint8_t *ref[4][4];
173     int stride;
174     int uvstride;
175     /* temp variables for picture complexity calculation */
176     int mc_mb_var_sum_temp;
177     int mb_var_sum_temp;
178     int scene_change_score;
179 /*    cmp, chroma_cmp;*/
180     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
181     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
182     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
183     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
184     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
185     uint8_t *current_mv_penalty;
186     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
187                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
188                                   int src_index, int ref_index,
189                                   int size, int h);
190 }MotionEstContext;
191
192 /**
193  * MpegEncContext.
194  */
195 typedef struct MpegEncContext {
196     struct AVCodecContext *avctx;
197     /* the following parameters must be initialized before encoding */
198     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
199     int gop_size;
200     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
201     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
202     enum OutputFormat out_format; ///< output format
203     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
204     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
205
206 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
207     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
208     int h263_msmpeg4; ///< generate MSMPEG4 compatible stream (deprecated, use msmpeg4_version instead)
209     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
210
211     enum CodecID codec_id;     /* see CODEC_ID_xxx */
212     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
213     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
214     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
215     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
216     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
217     int luma_elim_threshold;
218     int chroma_elim_threshold;
219     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
220     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
221     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
222     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
223     /* the following fields are managed internally by the encoder */
224
225     /** bit output */
226     PutBitContext pb;
227
228     /* sequence parameters */
229     int context_initialized;
230     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
231     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
232     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
233     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
234     int b_frames_since_non_b;  ///< used for encoding, relative to not yet reordered input
235     int64_t user_specified_pts;///< last non zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video()
236     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
237     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
238     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
239     int b4_stride;             ///< 4*mb_width+1 used for some 4x4 block arrays to allow simple addressing
240     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
241     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
242     int linesize;              ///< line size, in bytes, may be different from width
243     int uvlinesize;            ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
244     Picture *picture;          ///< main picture buffer
245     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
246     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
247
248     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
249     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
250     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
251
252     /**
253      * copy of the previous picture structure.
254      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
255      */
256     Picture last_picture;
257
258     /**
259      * copy of the next picture structure.
260      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
261      */
262     Picture next_picture;
263
264     /**
265      * copy of the source picture structure for encoding.
266      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
267      */
268     Picture new_picture;
269
270     /**
271      * copy of the current picture structure.
272      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
273      */
274     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
275
276     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
277     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
278     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
279     uint8_t *visualization_buffer[3]; //< temporary buffer vor MV visualization
280     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
281     int16_t *dc_val_base;
282     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
283     int16_t dc_cache[4*5];
284     int y_dc_scale, c_dc_scale;
285     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
286     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
287     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
288     uint8_t *coded_block_base;
289     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
290     int16_t (*ac_val_base)[16];
291     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
292     int ac_pred;
293     uint8_t *prev_pict_types;     ///< previous picture types in bitstream order, used for mb skip
294 #define PREV_PICT_TYPES_BUFFER_SIZE 256
295     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
296     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
297                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
298     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
299     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
300     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
301     uint8_t *allocated_edge_emu_buffer;
302     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< points into the middle of allocated_edge_emu_buffer
303     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
304     uint8_t *obmc_scratchpad;
305     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
306
307     int qscale;                 ///< QP
308     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
309     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
310     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
311     int *lambda_table;
312     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
313     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
314     int pict_type;              ///< FF_I_TYPE, FF_P_TYPE, FF_B_TYPE, ...
315     int last_pict_type; //FIXME removes
316     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
317     int dropable;
318     int frame_rate_index;
319     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
320     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
321
322     /* motion compensation */
323     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
324     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
325     int decode;                 ///< if 0 then decoding will be skipped (for encoding b frames for example)
326
327     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
328     int f_code;                 ///< forward MV resolution
329     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
330     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
331     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
332     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
333     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
334     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
335     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
336     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
337     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
338     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
339     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
340     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
341     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
342     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
343     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
344     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
345     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
346     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
347     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
348     int me_method;                       ///< ME algorithm
349     int mv_dir;
350 #define MV_DIR_FORWARD   1
351 #define MV_DIR_BACKWARD  2
352 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
353     int mv_type;
354 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
355 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
356 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
357 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
358 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
359     /**motion vectors for a macroblock
360        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
361        second "         : depend on type
362        third  "         : 0 = x, 1 = y
363     */
364     int mv[2][4][2];
365     int field_select[2][2];
366     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
367     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
368     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
369
370     MotionEstContext me;
371
372     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
373                         for b-frames rounding mode is always 0 */
374
375     int hurry_up;     /**< when set to 1 during decoding, b frames will be skipped
376                          when set to 2 idct/dequant will be skipped too */
377
378     /* macroblock layer */
379     int mb_x, mb_y;
380     int mb_skip_run;
381     int mb_intra;
382     uint16_t *mb_type;           ///< Table for candidate MB types for encoding
383 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTRA    0x01
384 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER    0x02
385 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER4V  0x04
386 #define CANDIDATE_MB_TYPE_SKIPPED   0x08
387 //#define MB_TYPE_GMC      0x10
388
389 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT   0x10
390 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD  0x20
391 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD 0x40
392 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR    0x80
393
394 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER_I    0x100
395 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD_I  0x200
396 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD_I 0x400
397 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR_I    0x800
398
399 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT0    0x1000
400
401     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
402     int block_wrap[6];
403     uint8_t *dest[3];
404
405     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
406
407     /** matrix transmitted in the bitstream */
408     uint16_t intra_matrix[64];
409     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
410     uint16_t inter_matrix[64];
411     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
412 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
413     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
414     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
415     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
416     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
417     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
418     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
419     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
420     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
421     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
422     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
423     uint8_t *chroma_dc_vlc_length;
424 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
425
426     int coded_score[8];
427
428     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
429     int (*q_intra_matrix)[64];
430     int (*q_inter_matrix)[64];
431     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
432     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
433     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
434     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
435     /* scantables */
436     DECLARE_ALIGNED_8(ScanTable, intra_scantable);
437     ScanTable intra_h_scantable;
438     ScanTable intra_v_scantable;
439     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
440
441     /* noise reduction */
442     int (*dct_error_sum)[64];
443     int dct_count[2];
444     uint16_t (*dct_offset)[64];
445
446     void *opaque;              ///< private data for the user
447
448     /* bit rate control */
449     int64_t wanted_bits;
450     int64_t total_bits;
451     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
452     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
453     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
454
455     /* statistics, used for 2-pass encoding */
456     int mv_bits;
457     int header_bits;
458     int i_tex_bits;
459     int p_tex_bits;
460     int i_count;
461     int f_count;
462     int b_count;
463     int skip_count;
464     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
465     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
466
467     /* error concealment / resync */
468     int error_count;
469     uint8_t *error_status_table;       ///< table of the error status of each MB
470 #define VP_START            1          ///< current MB is the first after a resync marker
471 #define AC_ERROR            2
472 #define DC_ERROR            4
473 #define MV_ERROR            8
474 #define AC_END              16
475 #define DC_END              32
476 #define MV_END              64
477 //FIXME some prefix?
478
479     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
480     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
481     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
482     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
483     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
484     int error_recognition;
485
486     ParseContext parse_context;
487
488     /* H.263 specific */
489     int gob_index;
490     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
491     int showed_packed_warning;      ///< flag for having shown the warning about divxs invalid b frames
492
493     /* H.263+ specific */
494     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
495     int h263_aic;                   ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
496     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
497     int h263_slice_structured;
498     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
499     int modified_quant;
500     int loop_filter;
501     int custom_pcf;
502
503     /* mpeg4 specific */
504     int time_increment_bits;        ///< number of bits to represent the fractional part of time
505     int last_time_base;
506     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
507     int64_t time;                   ///< time of current frame
508     int64_t last_non_b_time;
509     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
510     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
511     uint16_t pp_field_time;
512     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
513     int shape;
514     int vol_sprite_usage;
515     int sprite_width;
516     int sprite_height;
517     int sprite_left;
518     int sprite_top;
519     int sprite_brightness_change;
520     int num_sprite_warping_points;
521     int real_sprite_warping_points;
522     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
523     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
524     int sprite_shift[2];             ///< sprite shift [isChroma]
525     int mcsel;
526     int quant_precision;
527     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
528     int scalability;
529     int hierachy_type;
530     int enhancement_type;
531     int new_pred;
532     int reduced_res_vop;
533     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
534     int sprite_warping_accuracy;
535     int low_latency_sprite;
536     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
537     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
538     int rvlc;                        ///< reversible vlc
539     int resync_marker;               ///< could this stream contain resync markers
540     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
541     int vo_type;
542     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
543     int intra_dc_threshold;          ///< QP above whch the ac VLC should be used for intra dc
544     int use_intra_dc_vlc;
545     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
546     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
547     int mpeg_quant;
548     int t_frame;                       ///< time distance of first I -> B, used for interlaced b frames
549     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
550     int cplx_estimation_trash_i;
551     int cplx_estimation_trash_p;
552     int cplx_estimation_trash_b;
553
554     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
555     int divx_version;
556     int divx_build;
557     int divx_packed;
558     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
559     int bitstream_buffer_size;
560     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
561
562     int xvid_build;
563
564     /* lavc specific stuff, used to workaround bugs in libavcodec */
565     int lavc_build;
566
567     /* RV10 specific */
568     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
569     int rv10_first_dc_coded[3];
570
571     /* MJPEG specific */
572     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
573     int mjpeg_vsample[3];       ///< vertical sampling factors, default = {2, 1, 1}
574     int mjpeg_hsample[3];       ///< horizontal sampling factors, default = {2, 1, 1}
575
576     /* MSMPEG4 specific */
577     int mv_table_index;
578     int rl_table_index;
579     int rl_chroma_table_index;
580     int dc_table_index;
581     int use_skip_mb_code;
582     int slice_height;      ///< in macroblocks
583     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
584     int flipflop_rounding;
585     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
586     int per_mb_rl_table;
587     int esc3_level_length;
588     int esc3_run_length;
589     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
590     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
591     int inter_intra_pred;
592     int mspel;
593
594     /* decompression specific */
595     GetBitContext gb;
596
597     /* Mpeg1 specific */
598     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
599     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
600     int broken_link;         ///< no_output_of_prior_pics_flag
601     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
602
603     /* MPEG2 specific - I wish I had not to support this mess. */
604     int progressive_sequence;
605     int mpeg_f_code[2][2];
606     int picture_structure;
607 /* picture type */
608 #define PICT_TOP_FIELD     1
609 #define PICT_BOTTOM_FIELD  2
610 #define PICT_FRAME         3
611
612     int intra_dc_precision;
613     int frame_pred_frame_dct;
614     int top_field_first;
615     int concealment_motion_vectors;
616     int q_scale_type;
617     int intra_vlc_format;
618     int alternate_scan;
619     int repeat_first_field;
620     int chroma_420_type;
621     int chroma_format;
622 #define CHROMA_420 1
623 #define CHROMA_422 2
624 #define CHROMA_444 3
625     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
626     int chroma_y_shift;
627
628     int progressive_frame;
629     int full_pel[2];
630     int interlaced_dct;
631     int first_slice;
632     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
633
634     /* RTP specific */
635     int rtp_mode;
636
637     uint8_t *ptr_lastgob;
638     int swap_uv;//vcr2 codec is mpeg2 varint with UV swaped
639     DCTELEM (*pblocks[12])[64];
640
641     DCTELEM (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
642     DCTELEM (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
643     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
644 #define SLICE_OK         0
645 #define SLICE_ERROR     -1
646 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
647 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
648
649     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
650                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
651     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
652                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
653     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
654                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
655     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
656                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
657     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
658                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
659     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
660                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
661     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
662                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
663     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
664                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
665     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
666                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
667     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
668                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
669     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
670     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
671     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
672 } MpegEncContext;
673
674
675 void MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
676 int MPV_common_init(MpegEncContext *s);
677 void MPV_common_end(MpegEncContext *s);
678 void MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[12][64]);
679 int MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
680 void MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
681 int MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
682 int MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
683 int MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, unsigned char *buf, int buf_size, void *data);
684 void MPV_common_init_mmx(MpegEncContext *s);
685 void MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
686 void MPV_common_init_mlib(MpegEncContext *s);
687 void MPV_common_init_mmi(MpegEncContext *s);
688 void MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
689 void MPV_common_init_altivec(MpegEncContext *s);
690 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
691 void ff_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
692 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
693 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, AVFrame *pict);
694 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
695 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
696 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
697 void ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
698 const uint8_t *ff_find_start_code(const uint8_t *p, const uint8_t *end, uint32_t *state);
699
700 void ff_er_frame_start(MpegEncContext *s);
701 void ff_er_frame_end(MpegEncContext *s);
702 void ff_er_add_slice(MpegEncContext *s, int startx, int starty, int endx, int endy, int status);
703
704 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
705 void ff_convert_matrix(DSPContext *dsp, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
706                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
707
708 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
709 void ff_copy_picture(Picture *dst, Picture *src);
710
711 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
712     const int block_size= 8>>s->avctx->lowres;
713
714     s->block_index[0]+=2;
715     s->block_index[1]+=2;
716     s->block_index[2]+=2;
717     s->block_index[3]+=2;
718     s->block_index[4]++;
719     s->block_index[5]++;
720     s->dest[0]+= 2*block_size;
721     s->dest[1]+= block_size;
722     s->dest[2]+= block_size;
723 }
724
725 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
726     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
727     const int last= s->last_bits;
728
729     s->last_bits = bits;
730
731     return bits - last;
732 }
733
734 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
735     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
736     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
737         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
738     };
739     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
740 }
741
742 /* motion_est.c */
743 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
744                              int mb_x, int mb_y);
745 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
746                              int mb_x, int mb_y);
747 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
748 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
749 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
750                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
751 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
752 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
753 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
754                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
755                              int ref_mv_scale, int size, int h);
756 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
757                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
758
759 /* mpeg12.c */
760 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
761
762 void mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
763 void mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
764                      DCTELEM block[6][64],
765                      int motion_x, int motion_y);
766 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
767 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
768 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s);
769 int ff_mpeg1_find_frame_end(ParseContext *pc, const uint8_t *buf, int buf_size);
770
771 extern const uint8_t ff_mpeg4_y_dc_scale_table[32];
772 extern const uint8_t ff_mpeg4_c_dc_scale_table[32];
773 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
774 extern const int16_t ff_mpeg4_default_intra_matrix[64];
775 extern const int16_t ff_mpeg4_default_non_intra_matrix[64];
776 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
777 extern const uint8_t ff_h263_loop_filter_strength[32];
778
779 /* h261.c */
780 void ff_h261_loop_filter(MpegEncContext *s);
781 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext* s);
782 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext *s,
783                     DCTELEM block[6][64],
784                     int motion_x, int motion_y);
785 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
786 void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s);
787 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height);
788
789
790 /* h263.c, h263dec.c */
791 int ff_h263_decode_init(AVCodecContext *avctx);
792 int ff_h263_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
793                              void *data, int *data_size,
794                              const uint8_t *buf, int buf_size);
795 int ff_h263_decode_end(AVCodecContext *avctx);
796 void h263_encode_mb(MpegEncContext *s,
797                     DCTELEM block[6][64],
798                     int motion_x, int motion_y);
799 void mpeg4_encode_mb(MpegEncContext *s,
800                     DCTELEM block[6][64],
801                     int motion_x, int motion_y);
802 void h263_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
803 void ff_flv_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
804 void h263_encode_gob_header(MpegEncContext * s, int mb_line);
805 int16_t *h263_pred_motion(MpegEncContext * s, int block, int dir,
806                         int *px, int *py);
807 void mpeg4_pred_ac(MpegEncContext * s, DCTELEM *block, int n,
808                    int dir);
809 void ff_set_mpeg4_time(MpegEncContext * s);
810 void mpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
811 void h263_encode_init(MpegEncContext *s);
812 void h263_decode_init_vlc(MpegEncContext *s);
813 int h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
814 int ff_h263_decode_gob_header(MpegEncContext *s);
815 int ff_mpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s, GetBitContext *gb);
816 void ff_h263_update_motion_val(MpegEncContext * s);
817 void ff_h263_loop_filter(MpegEncContext * s);
818 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
819 int ff_h263_decode_mba(MpegEncContext *s);
820 void ff_h263_encode_mba(MpegEncContext *s);
821
822 int intel_h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
823 int flv_h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
824 int ff_h263_decode_mb(MpegEncContext *s,
825                       DCTELEM block[6][64]);
826 int ff_mpeg4_decode_mb(MpegEncContext *s,
827                       DCTELEM block[6][64]);
828 int h263_get_picture_format(int width, int height);
829 void ff_mpeg4_encode_video_packet_header(MpegEncContext *s);
830 void ff_mpeg4_clean_buffers(MpegEncContext *s);
831 void ff_mpeg4_stuffing(PutBitContext * pbc);
832 void ff_mpeg4_init_partitions(MpegEncContext *s);
833 void ff_mpeg4_merge_partitions(MpegEncContext *s);
834 void ff_clean_mpeg4_qscales(MpegEncContext *s);
835 void ff_clean_h263_qscales(MpegEncContext *s);
836 int ff_mpeg4_decode_partitions(MpegEncContext *s);
837 int ff_mpeg4_get_video_packet_prefix_length(MpegEncContext *s);
838 int ff_h263_resync(MpegEncContext *s);
839 const uint8_t *ff_h263_find_resync_marker(const uint8_t *p, const uint8_t *end);
840 int ff_h263_get_gob_height(MpegEncContext *s);
841 void ff_mpeg4_init_direct_mv(MpegEncContext *s);
842 int ff_mpeg4_set_direct_mv(MpegEncContext *s, int mx, int my);
843 void ff_h263_encode_motion(MpegEncContext * s, int val, int f_code);
844
845
846 /* rv10.c */
847 void rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
848 int rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
849 void rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
850
851
852 /* msmpeg4.c */
853 void msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
854 void msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
855 void msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
856                        DCTELEM block[6][64],
857                        int motion_x, int motion_y);
858 int msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
859 int msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
860 int ff_msmpeg4_decode_init(MpegEncContext *s);
861 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
862 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
863 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
864 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
865 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
866                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
867                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
868                                int motion_x, int motion_y, int h);
869 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
870 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
871                        DCTELEM block[6][64],
872                        int motion_x, int motion_y);
873
874 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */
875