80e0f9065f30edb32794067b5fc162ce933e630c
[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 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
36 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
37
38 enum OutputFormat {
39     FMT_MPEG1,
40     FMT_H261,
41     FMT_H263,
42     FMT_MJPEG,
43     FMT_H264,
44 };
45
46 #define EDGE_WIDTH 16
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 /* run length table */
65 #define MAX_RUN    64
66 #define MAX_LEVEL  64
67
68 #define I_TYPE FF_I_TYPE  ///< Intra
69 #define P_TYPE FF_P_TYPE  ///< Predicted
70 #define B_TYPE FF_B_TYPE  ///< Bi-dir predicted
71 #define S_TYPE FF_S_TYPE  ///< S(GMC)-VOP MPEG4
72 #define SI_TYPE FF_SI_TYPE  ///< Switching Intra
73 #define SP_TYPE FF_SP_TYPE  ///< Switching Predicted
74
75 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
76
77 #define INPLACE_OFFSET 16
78
79 /**
80  * Scantable.
81  */
82 typedef struct ScanTable{
83     const uint8_t *scantable;
84     uint8_t permutated[64];
85     uint8_t raster_end[64];
86 #ifdef ARCH_POWERPC
87                 /** Used by dct_quantise_alitvec to find last-non-zero */
88     DECLARE_ALIGNED_8(uint8_t, inverse[64]);
89 #endif
90 } ScanTable;
91
92 /**
93  * Picture.
94  */
95 typedef struct Picture{
96     FF_COMMON_FRAME
97
98     /**
99      * halfpel luma planes.
100      */
101     uint8_t *interpolated[3];
102     int16_t (*motion_val_base[2])[2];
103     uint32_t *mb_type_base;
104 #define MB_TYPE_INTRA MB_TYPE_INTRA4x4 //default mb_type if theres just one type
105 #define IS_INTRA4x4(a)   ((a)&MB_TYPE_INTRA4x4)
106 #define IS_INTRA16x16(a) ((a)&MB_TYPE_INTRA16x16)
107 #define IS_PCM(a)        ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
108 #define IS_INTRA(a)      ((a)&7)
109 #define IS_INTER(a)      ((a)&(MB_TYPE_16x16|MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8))
110 #define IS_SKIP(a)       ((a)&MB_TYPE_SKIP)
111 #define IS_INTRA_PCM(a)  ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
112 #define IS_INTERLACED(a) ((a)&MB_TYPE_INTERLACED)
113 #define IS_DIRECT(a)     ((a)&MB_TYPE_DIRECT2)
114 #define IS_GMC(a)        ((a)&MB_TYPE_GMC)
115 #define IS_16X16(a)      ((a)&MB_TYPE_16x16)
116 #define IS_16X8(a)       ((a)&MB_TYPE_16x8)
117 #define IS_8X16(a)       ((a)&MB_TYPE_8x16)
118 #define IS_8X8(a)        ((a)&MB_TYPE_8x8)
119 #define IS_SUB_8X8(a)    ((a)&MB_TYPE_16x16) //note reused
120 #define IS_SUB_8X4(a)    ((a)&MB_TYPE_16x8)  //note reused
121 #define IS_SUB_4X8(a)    ((a)&MB_TYPE_8x16)  //note reused
122 #define IS_SUB_4X4(a)    ((a)&MB_TYPE_8x8)   //note reused
123 #define IS_ACPRED(a)     ((a)&MB_TYPE_ACPRED)
124 #define IS_QUANT(a)      ((a)&MB_TYPE_QUANT)
125 #define IS_DIR(a, part, list) ((a) & (MB_TYPE_P0L0<<((part)+2*(list))))
126 #define USES_LIST(a, list) ((a) & ((MB_TYPE_P0L0|MB_TYPE_P1L0)<<(2*(list)))) ///< does this mb use listX, note doesnt work if subMBs
127 #define HAS_CBP(a)        ((a)&MB_TYPE_CBP)
128
129     int field_poc[2];           ///< h264 top/bottom POC
130     int poc;                    ///< h264 frame POC
131     int frame_num;              ///< h264 frame_num
132     int pic_id;                 ///< h264 pic_num or long_term_pic_idx
133     int long_ref;               ///< 1->long term reference 0->short term reference
134     int ref_poc[2][16];         ///< h264 POCs of the frames used as reference
135     int ref_count[2];           ///< number of entries in ref_poc
136
137     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
138     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
139     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
140     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
141     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
142     int32_t *mb_cmp_score;      ///< Table for MB cmp scores, for mb decision FIXME remove
143     int b_frame_score;          /* */
144 } Picture;
145
146 struct MpegEncContext;
147
148 /**
149  * Motion estimation context.
150  */
151 typedef struct MotionEstContext{
152     AVCodecContext *avctx;
153     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
154     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last p frame for direct mode ME
155     int direct_basis_mv[4][2];
156     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the me algo, so that the ME doesnt need to malloc/free
157     uint8_t *best_mb;
158     uint8_t *temp_mb[2];
159     uint8_t *temp;
160     int best_bits;
161     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
162     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
163     int map_generation;
164     int pre_penalty_factor;
165     int penalty_factor;                /*!< an estimate of the bits required to
166                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
167                                         more bits than (0,0). We have to
168                                         estimate whether any reduction in
169                                         residual is worth the extra bits. */
170     int sub_penalty_factor;
171     int mb_penalty_factor;
172     int flags;
173     int sub_flags;
174     int mb_flags;
175     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
176     int dia_size;
177     int xmin;
178     int xmax;
179     int ymin;
180     int ymax;
181     int pred_x;
182     int pred_y;
183     uint8_t *src[4][4];
184     uint8_t *ref[4][4];
185     int stride;
186     int uvstride;
187     /* temp variables for picture complexity calculation */
188     int mc_mb_var_sum_temp;
189     int mb_var_sum_temp;
190     int scene_change_score;
191 /*    cmp, chroma_cmp;*/
192     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
193     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
194     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
195     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
196     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
197     uint8_t *current_mv_penalty;
198     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
199                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
200                                   int src_index, int ref_index,
201                                   int size, int h);
202 }MotionEstContext;
203
204 /**
205  * MpegEncContext.
206  */
207 typedef struct MpegEncContext {
208     struct AVCodecContext *avctx;
209     /* the following parameters must be initialized before encoding */
210     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
211     int gop_size;
212     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
213     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
214     enum OutputFormat out_format; ///< output format
215     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
216
217 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
218     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
219     int h263_msmpeg4; ///< generate MSMPEG4 compatible stream (deprecated, use msmpeg4_version instead)
220     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
221
222     enum CodecID codec_id;     /* see CODEC_ID_xxx */
223     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
224     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
225     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
226     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
227     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
228     int luma_elim_threshold;
229     int chroma_elim_threshold;
230     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
231     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
232     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
233     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
234     /* the following fields are managed internally by the encoder */
235
236     /** bit output */
237     PutBitContext pb;
238
239     /* sequence parameters */
240     int context_initialized;
241     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, shouldnt be used for/by anything else
242     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, shouldnt be used for/by anything else
243     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
244     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
245     int b_frames_since_non_b;  ///< used for encoding, relative to not yet reordered input
246     int64_t user_specified_pts;///< last non zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video()
247     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
248     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
249     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
250     int b4_stride;             ///< 4*mb_width+1 used for some 4x4 block arrays to allow simple addressing
251     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
252     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
253     int linesize;              ///< line size, in bytes, may be different from width
254     int uvlinesize;            ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
255     Picture *picture;          ///< main picture buffer
256     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
257     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
258
259     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
260     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
261     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
262
263     /**
264      * copy of the previous picture structure.
265      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
266      */
267     Picture last_picture;
268
269     /**
270      * copy of the next picture structure.
271      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
272      */
273     Picture next_picture;
274
275     /**
276      * copy of the source picture structure for encoding.
277      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
278      */
279     Picture new_picture;
280
281     /**
282      * copy of the current picture structure.
283      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
284      */
285     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
286
287     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
288     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
289     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
290     uint8_t *visualization_buffer[3]; //< temporary buffer vor MV visualization
291     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
292     int16_t *dc_val_base;
293     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
294     int16_t dc_cache[4*5];
295     int y_dc_scale, c_dc_scale;
296     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
297     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
298     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
299     uint8_t *coded_block_base;
300     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
301     int16_t (*ac_val_base)[16];
302     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
303     int ac_pred;
304     uint8_t *prev_pict_types;     ///< previous picture types in bitstream order, used for mb skip
305 #define PREV_PICT_TYPES_BUFFER_SIZE 256
306     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
307     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
308                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
309     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
310     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
311     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
312     uint8_t *allocated_edge_emu_buffer;
313     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< points into the middle of allocated_edge_emu_buffer
314     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
315     uint8_t *obmc_scratchpad;
316     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
317
318     int qscale;                 ///< QP
319     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
320     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
321     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
322     int *lambda_table;
323     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
324     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
325     int pict_type;              ///< I_TYPE, P_TYPE, B_TYPE, ...
326     int last_pict_type; //FIXME removes
327     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
328     int dropable;
329     int frame_rate_index;
330     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
331     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
332
333     /* motion compensation */
334     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
335     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
336     int decode;                 ///< if 0 then decoding will be skipped (for encoding b frames for example)
337
338     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
339     int f_code;                 ///< forward MV resolution
340     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
341     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
342     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
343     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
344     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
345     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
346     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
347     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
348     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
349     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
350     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
351     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
352     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
353     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
354     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
355     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
356     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
357     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
358     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
359     int me_method;                       ///< ME algorithm
360     int mv_dir;
361 #define MV_DIR_BACKWARD  1
362 #define MV_DIR_FORWARD   2
363 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
364     int mv_type;
365 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
366 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
367 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
368 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
369 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
370     /**motion vectors for a macroblock
371        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
372        second "         : depend on type
373        third  "         : 0 = x, 1 = y
374     */
375     int mv[2][4][2];
376     int field_select[2][2];
377     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
378     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
379     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
380
381     MotionEstContext me;
382
383     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
384                         for b-frames rounding mode is allways 0 */
385
386     int hurry_up;     /**< when set to 1 during decoding, b frames will be skipped
387                          when set to 2 idct/dequant will be skipped too */
388
389     /* macroblock layer */
390     int mb_x, mb_y;
391     int mb_skip_run;
392     int mb_intra;
393     uint16_t *mb_type;           ///< Table for candidate MB types for encoding
394 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTRA    0x01
395 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER    0x02
396 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER4V  0x04
397 #define CANDIDATE_MB_TYPE_SKIPPED   0x08
398 //#define MB_TYPE_GMC      0x10
399
400 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT   0x10
401 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD  0x20
402 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD 0x40
403 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR    0x80
404
405 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER_I    0x100
406 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD_I  0x200
407 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD_I 0x400
408 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR_I    0x800
409
410 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT0    0x1000
411
412     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
413     int block_wrap[6];
414     uint8_t *dest[3];
415
416     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
417
418     /** matrix transmitted in the bitstream */
419     uint16_t intra_matrix[64];
420     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
421     uint16_t inter_matrix[64];
422     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
423 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
424     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
425     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
426     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
427     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
428     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
429     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
430     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
431     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
432     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
433     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
434     uint8_t *chroma_dc_vlc_length;
435 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
436
437     int coded_score[8];
438
439     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
440     int (*q_intra_matrix)[64];
441     int (*q_inter_matrix)[64];
442     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
443     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
444     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
445     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
446     /* scantables */
447     DECLARE_ALIGNED_8(ScanTable, intra_scantable);
448     ScanTable intra_h_scantable;
449     ScanTable intra_v_scantable;
450     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
451
452     /* noise reduction */
453     int (*dct_error_sum)[64];
454     int dct_count[2];
455     uint16_t (*dct_offset)[64];
456
457     void *opaque;              ///< private data for the user
458
459     /* bit rate control */
460     int64_t wanted_bits;
461     int64_t total_bits;
462     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
463     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
464     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
465
466     /* statistics, used for 2-pass encoding */
467     int mv_bits;
468     int header_bits;
469     int i_tex_bits;
470     int p_tex_bits;
471     int i_count;
472     int f_count;
473     int b_count;
474     int skip_count;
475     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
476     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
477
478     /* error concealment / resync */
479     int error_count;
480     uint8_t *error_status_table;       ///< table of the error status of each MB
481 #define VP_START            1          ///< current MB is the first after a resync marker
482 #define AC_ERROR            2
483 #define DC_ERROR            4
484 #define MV_ERROR            8
485 #define AC_END              16
486 #define DC_END              32
487 #define MV_END              64
488 //FIXME some prefix?
489
490     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
491     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
492     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
493     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
494     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
495     int error_resilience;
496
497     ParseContext parse_context;
498
499     /* H.263 specific */
500     int gob_index;
501     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
502
503     /* H.263+ specific */
504     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
505     int h263_aic;                   ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
506     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
507     int h263_slice_structured;
508     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
509     int modified_quant;
510     int loop_filter;
511     int custom_pcf;
512
513     /* mpeg4 specific */
514     int time_increment_bits;        ///< number of bits to represent the fractional part of time
515     int last_time_base;
516     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
517     int64_t time;                   ///< time of current frame
518     int64_t last_non_b_time;
519     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
520     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
521     uint16_t pp_field_time;
522     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
523     int shape;
524     int vol_sprite_usage;
525     int sprite_width;
526     int sprite_height;
527     int sprite_left;
528     int sprite_top;
529     int sprite_brightness_change;
530     int num_sprite_warping_points;
531     int real_sprite_warping_points;
532     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
533     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
534     int sprite_shift[2];             ///< sprite shift [isChroma]
535     int mcsel;
536     int quant_precision;
537     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
538     int scalability;
539     int hierachy_type;
540     int enhancement_type;
541     int new_pred;
542     int reduced_res_vop;
543     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
544     int sprite_warping_accuracy;
545     int low_latency_sprite;
546     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
547     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
548     int rvlc;                        ///< reversible vlc
549     int resync_marker;               ///< could this stream contain resync markers
550     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
551     int vo_type;
552     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
553     int intra_dc_threshold;          ///< QP above whch the ac VLC should be used for intra dc
554     int use_intra_dc_vlc;
555     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
556     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
557     int mpeg_quant;
558     int t_frame;                       ///< time distance of first I -> B, used for interlaced b frames
559     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
560
561     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
562     int divx_version;
563     int divx_build;
564     int divx_packed;
565     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
566     int bitstream_buffer_size;
567     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
568
569     int xvid_build;
570
571     /* lavc specific stuff, used to workaround bugs in libavcodec */
572     int lavc_build;
573
574     /* RV10 specific */
575     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
576     int rv10_first_dc_coded[3];
577
578     /* MJPEG specific */
579     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
580     int mjpeg_vsample[3];       ///< vertical sampling factors, default = {2, 1, 1}
581     int mjpeg_hsample[3];       ///< horizontal sampling factors, default = {2, 1, 1}
582     int mjpeg_write_tables;     ///< do we want to have quantisation- and huffmantables in the jpeg file ?
583     int mjpeg_data_only_frames; ///< frames only with SOI, SOS and EOI markers
584
585     /* MSMPEG4 specific */
586     int mv_table_index;
587     int rl_table_index;
588     int rl_chroma_table_index;
589     int dc_table_index;
590     int use_skip_mb_code;
591     int slice_height;      ///< in macroblocks
592     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
593     int flipflop_rounding;
594     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
595     int per_mb_rl_table;
596     int esc3_level_length;
597     int esc3_run_length;
598     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
599     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
600     int inter_intra_pred;
601     int mspel;
602
603     /* decompression specific */
604     GetBitContext gb;
605
606     /* Mpeg1 specific */
607     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
608     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
609     int broken_link;         ///< no_output_of_prior_pics_flag
610     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
611
612     /* MPEG2 specific - I wish I had not to support this mess. */
613     int progressive_sequence;
614     int mpeg_f_code[2][2];
615     int picture_structure;
616 /* picture type */
617 #define PICT_TOP_FIELD     1
618 #define PICT_BOTTOM_FIELD  2
619 #define PICT_FRAME         3
620
621     int intra_dc_precision;
622     int frame_pred_frame_dct;
623     int top_field_first;
624     int concealment_motion_vectors;
625     int q_scale_type;
626     int intra_vlc_format;
627     int alternate_scan;
628     int repeat_first_field;
629     int chroma_420_type;
630     int chroma_format;
631 #define CHROMA_420 1
632 #define CHROMA_422 2
633 #define CHROMA_444 3
634     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
635     int chroma_y_shift;
636
637     int progressive_frame;
638     int full_pel[2];
639     int interlaced_dct;
640     int first_slice;
641     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
642
643     /* RTP specific */
644     int rtp_mode;
645
646     uint8_t *ptr_lastgob;
647     int swap_uv;//vcr2 codec is mpeg2 varint with UV swaped
648     short * pblocks[12];
649
650     DCTELEM (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
651     DCTELEM (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
652     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
653 #define SLICE_OK         0
654 #define SLICE_ERROR     -1
655 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
656 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
657
658     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
659                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
660     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
661                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
662     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
663                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
664     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
665                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
666     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
667                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
668     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
669                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
670     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
671                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
672     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
673                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
674     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
675                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
676     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
677                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
678     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
679     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
680     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
681 } MpegEncContext;
682
683
684 int DCT_common_init(MpegEncContext *s);
685 void MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
686 int MPV_common_init(MpegEncContext *s);
687 void MPV_common_end(MpegEncContext *s);
688 void MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[12][64]);
689 int MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
690 void MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
691 int MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
692 int MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
693 int MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, unsigned char *buf, int buf_size, void *data);
694 #ifdef HAVE_MMX
695 void MPV_common_init_mmx(MpegEncContext *s);
696 #endif
697 #ifdef ARCH_ALPHA
698 void MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
699 #endif
700 #ifdef HAVE_MLIB
701 void MPV_common_init_mlib(MpegEncContext *s);
702 #endif
703 #ifdef HAVE_MMI
704 void MPV_common_init_mmi(MpegEncContext *s);
705 #endif
706 #ifdef ARCH_ARMV4L
707 void MPV_common_init_armv4l(MpegEncContext *s);
708 #endif
709 #ifdef ARCH_POWERPC
710 void MPV_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
711 #endif
712 extern void (*draw_edges)(uint8_t *buf, int wrap, int width, int height, int w);
713 void ff_copy_bits(PutBitContext *pb, uint8_t *src, int length);
714 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
715 void ff_init_scantable(uint8_t *, ScanTable *st, const uint8_t *src_scantable);
716 void ff_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
717 void ff_emulated_edge_mc(uint8_t *buf, uint8_t *src, int linesize, int block_w, int block_h,
718                                     int src_x, int src_y, int w, int h);
719 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
720 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, AVFrame *pict);
721 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
722 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
723 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
724 void ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
725 const uint8_t *ff_find_start_code(const uint8_t *p, const uint8_t *end, uint32_t *state);
726
727 void ff_er_frame_start(MpegEncContext *s);
728 void ff_er_frame_end(MpegEncContext *s);
729 void ff_er_add_slice(MpegEncContext *s, int startx, int starty, int endx, int endy, int status);
730
731
732 extern enum PixelFormat ff_yuv420p_list[2];
733
734 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
735
736 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
737     const int block_size= 8>>s->avctx->lowres;
738
739     s->block_index[0]+=2;
740     s->block_index[1]+=2;
741     s->block_index[2]+=2;
742     s->block_index[3]+=2;
743     s->block_index[4]++;
744     s->block_index[5]++;
745     s->dest[0]+= 2*block_size;
746     s->dest[1]+= block_size;
747     s->dest[2]+= block_size;
748 }
749
750 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
751     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
752     const int last= s->last_bits;
753
754     s->last_bits = bits;
755
756     return bits - last;
757 }
758
759 /* motion_est.c */
760 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
761                              int mb_x, int mb_y);
762 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
763                              int mb_x, int mb_y);
764 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
765 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
766 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
767                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
768 void ff_init_me(MpegEncContext *s);
769 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
770 inline int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
771                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
772                              int ref_mv_scale, int size, int h);
773 inline int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
774                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
775
776 /* mpeg12.c */
777 extern const uint16_t ff_mpeg1_default_intra_matrix[64];
778 extern const uint16_t ff_mpeg1_default_non_intra_matrix[64];
779 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
780
781 void mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
782 void mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
783                      DCTELEM block[6][64],
784                      int motion_x, int motion_y);
785 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
786 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
787 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s);
788
789 #include "rl.h"
790
791 extern const uint8_t ff_mpeg4_y_dc_scale_table[32];
792 extern const uint8_t ff_mpeg4_c_dc_scale_table[32];
793 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
794 extern const int16_t ff_mpeg4_default_intra_matrix[64];
795 extern const int16_t ff_mpeg4_default_non_intra_matrix[64];
796 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
797 extern const uint8_t ff_h263_loop_filter_strength[32];
798
799 /* h261.c */
800 void ff_h261_loop_filter(MpegEncContext *s);
801 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext* s);
802 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext *s,
803                     DCTELEM block[6][64],
804                     int motion_x, int motion_y);
805 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
806 void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s);
807 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height);
808
809
810 /* h263.c, h263dec.c */
811 int ff_h263_decode_init(AVCodecContext *avctx);
812 int ff_h263_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
813                              void *data, int *data_size,
814                              uint8_t *buf, int buf_size);
815 int ff_h263_decode_end(AVCodecContext *avctx);
816 void h263_encode_mb(MpegEncContext *s,
817                     DCTELEM block[6][64],
818                     int motion_x, int motion_y);
819 void mpeg4_encode_mb(MpegEncContext *s,
820                     DCTELEM block[6][64],
821                     int motion_x, int motion_y);
822 void h263_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
823 void ff_flv_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
824 void h263_encode_gob_header(MpegEncContext * s, int mb_line);
825 int16_t *h263_pred_motion(MpegEncContext * s, int block, int dir,
826                         int *px, int *py);
827 void mpeg4_pred_ac(MpegEncContext * s, DCTELEM *block, int n,
828                    int dir);
829 void ff_set_mpeg4_time(MpegEncContext * s, int picture_number);
830 void mpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
831 #ifdef CONFIG_ENCODERS
832 void h263_encode_init(MpegEncContext *s);
833 #else
834 static void h263_encode_init(MpegEncContext *s) {assert(0);}
835 #endif
836 void h263_decode_init_vlc(MpegEncContext *s);
837 int h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
838 int ff_h263_decode_gob_header(MpegEncContext *s);
839 int ff_mpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s, GetBitContext *gb);
840 void ff_h263_update_motion_val(MpegEncContext * s);
841 void ff_h263_loop_filter(MpegEncContext * s);
842 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
843 int ff_h263_decode_mba(MpegEncContext *s);
844 void ff_h263_encode_mba(MpegEncContext *s);
845
846 int intel_h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
847 int flv_h263_decode_picture_header(MpegEncContext *s);
848 int ff_h263_decode_mb(MpegEncContext *s,
849                       DCTELEM block[6][64]);
850 int ff_mpeg4_decode_mb(MpegEncContext *s,
851                       DCTELEM block[6][64]);
852 int h263_get_picture_format(int width, int height);
853 void ff_mpeg4_encode_video_packet_header(MpegEncContext *s);
854 void ff_mpeg4_clean_buffers(MpegEncContext *s);
855 void ff_mpeg4_stuffing(PutBitContext * pbc);
856 void ff_mpeg4_init_partitions(MpegEncContext *s);
857 void ff_mpeg4_merge_partitions(MpegEncContext *s);
858 void ff_clean_mpeg4_qscales(MpegEncContext *s);
859 void ff_clean_h263_qscales(MpegEncContext *s);
860 int ff_mpeg4_decode_partitions(MpegEncContext *s);
861 int ff_mpeg4_get_video_packet_prefix_length(MpegEncContext *s);
862 int ff_h263_resync(MpegEncContext *s);
863 int ff_h263_get_gob_height(MpegEncContext *s);
864 void ff_mpeg4_init_direct_mv(MpegEncContext *s);
865 int ff_mpeg4_set_direct_mv(MpegEncContext *s, int mx, int my);
866 int ff_h263_round_chroma(int x);
867 void ff_h263_encode_motion(MpegEncContext * s, int val, int f_code);
868
869
870 /* rv10.c */
871 void rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
872 int rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
873 void rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
874
875
876 /* msmpeg4.c */
877 void msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
878 void msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
879 void msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
880                        DCTELEM block[6][64],
881                        int motion_x, int motion_y);
882 int msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
883 int msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
884 int ff_msmpeg4_decode_init(MpegEncContext *s);
885 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
886 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
887 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
888 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
889 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
890                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
891                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
892                                int motion_x, int motion_y, int h);
893 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
894 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
895                        DCTELEM block[6][64],
896                        int motion_x, int motion_y);
897
898 /* mjpeg.c */
899 int mjpeg_init(MpegEncContext *s);
900 void mjpeg_close(MpegEncContext *s);
901 void mjpeg_encode_mb(MpegEncContext *s,
902                      DCTELEM block[6][64]);
903 void mjpeg_picture_header(MpegEncContext *s);
904 void mjpeg_picture_trailer(MpegEncContext *s);
905 void ff_mjpeg_stuffing(PutBitContext * pbc);
906
907 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */
908