lavc: move CODEC_FLAG_NORMALIZE_AQP to mpegvideo
[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 "avcodec.h"
32 #include "dsputil.h"
33 #include "error_resilience.h"
34 #include "get_bits.h"
35 #include "h263dsp.h"
36 #include "hpeldsp.h"
37 #include "put_bits.h"
38 #include "ratecontrol.h"
39 #include "parser.h"
40 #include "mpeg12data.h"
41 #include "rl.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "videodsp.h"
44
45 #include "libavutil/opt.h"
46
47 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
48
49 enum OutputFormat {
50     FMT_MPEG1,
51     FMT_H261,
52     FMT_H263,
53     FMT_MJPEG,
54 };
55
56 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
57
58 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
59 #define QMAT_SHIFT 22
60
61 #define MAX_FCODE 7
62 #define MAX_MV 2048
63
64 #define MAX_THREADS 16
65
66 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
67
68 #define MAX_B_FRAMES 16
69
70 #define ME_MAP_SIZE 64
71 #define ME_MAP_SHIFT 3
72 #define ME_MAP_MV_BITS 11
73
74 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
75
76 #define INPLACE_OFFSET 16
77
78 /* Start codes. */
79 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
80 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
81 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
82 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
83 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
84 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
85 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
86 #define USER_START_CODE         0x000001b2
87
88 struct MpegEncContext;
89
90 /**
91  * Picture.
92  */
93 typedef struct Picture{
94     struct AVFrame *f;
95     ThreadFrame tf;
96
97     AVBufferRef *qscale_table_buf;
98     int8_t *qscale_table;
99
100     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
101     int16_t (*motion_val[2])[2];
102
103     AVBufferRef *mb_type_buf;
104     uint32_t *mb_type;          ///< types and macros are defined in mpegutils.h
105
106     AVBufferRef *mbskip_table_buf;
107     uint8_t *mbskip_table;
108
109     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
110     int8_t *ref_index[2];
111
112     AVBufferRef *mb_var_buf;
113     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
114
115     AVBufferRef *mc_mb_var_buf;
116     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
117
118     AVBufferRef *mb_mean_buf;
119     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
120
121     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
122     /**
123      * hardware accelerator private data
124      */
125     void *hwaccel_picture_private;
126
127     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
128
129     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
130     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
131
132     int b_frame_score;          /* */
133     int needs_realloc;          ///< Picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
134
135     int reference;
136     int shared;
137 } Picture;
138
139 /**
140  * Motion estimation context.
141  */
142 typedef struct MotionEstContext{
143     AVCodecContext *avctx;
144     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
145     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
146     int direct_basis_mv[4][2];
147     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
148     uint8_t *best_mb;
149     uint8_t *temp_mb[2];
150     uint8_t *temp;
151     int best_bits;
152     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
153     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
154     unsigned map_generation;
155     int pre_penalty_factor;
156     int penalty_factor;                /**< an estimate of the bits required to
157                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
158                                         more bits than (0,0). We have to
159                                         estimate whether any reduction in
160                                         residual is worth the extra bits. */
161     int sub_penalty_factor;
162     int mb_penalty_factor;
163     int flags;
164     int sub_flags;
165     int mb_flags;
166     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
167     int dia_size;
168     int xmin;
169     int xmax;
170     int ymin;
171     int ymax;
172     int pred_x;
173     int pred_y;
174     uint8_t *src[4][4];
175     uint8_t *ref[4][4];
176     int stride;
177     int uvstride;
178     /* temp variables for picture complexity calculation */
179     int mc_mb_var_sum_temp;
180     int mb_var_sum_temp;
181     int scene_change_score;
182 /*    cmp, chroma_cmp;*/
183     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
184     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
185     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
186     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
187     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
188     uint8_t *current_mv_penalty;
189     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
190                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
191                                   int src_index, int ref_index,
192                                   int size, int h);
193 }MotionEstContext;
194
195 /**
196  * MpegEncContext.
197  */
198 typedef struct MpegEncContext {
199     AVClass *class;
200
201     int y_dc_scale, c_dc_scale;
202     int ac_pred;
203     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
204     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
205
206     /* scantables */
207     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
208     ScanTable intra_scantable;
209     ScanTable intra_h_scantable;
210     ScanTable intra_v_scantable;
211
212     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
213      *          offsets used in asm. */
214
215     struct AVCodecContext *avctx;
216     /* the following parameters must be initialized before encoding */
217     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
218     int gop_size;
219     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
220     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
221     enum OutputFormat out_format; ///< output format
222     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
223     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
224
225 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
226     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
227     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
228
229     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
230     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
231     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
232     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
233     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
234     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
235     int luma_elim_threshold;
236     int chroma_elim_threshold;
237     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
238     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
239     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
240     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
241     /* the following fields are managed internally by the encoder */
242
243     /* sequence parameters */
244     int context_initialized;
245     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
246     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
247     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
248     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
249     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
250     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
251     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
252     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
253     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
254     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
255     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
256     Picture *picture;          ///< main picture buffer
257     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
258     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
259
260     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
261     /**
262      * pts difference between the first and second input frame, used for
263      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
264     int64_t dts_delta;
265     /**
266      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
267      * a delay */
268     int64_t reordered_pts;
269
270     /** bit output */
271     PutBitContext pb;
272
273     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
274     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
275     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
276     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
277
278     /**
279      * copy of the previous picture structure.
280      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
281      */
282     Picture last_picture;
283
284     /**
285      * copy of the next picture structure.
286      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
287      */
288     Picture next_picture;
289
290     /**
291      * copy of the source picture structure for encoding.
292      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
293      */
294     Picture new_picture;
295
296     /**
297      * copy of the current picture structure.
298      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
299      */
300     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
301
302     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
303     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
304     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
305     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
306     int16_t *dc_val_base;
307     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
308     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
309     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
310     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
311     uint8_t *coded_block_base;
312     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
313     int16_t (*ac_val_base)[16];
314     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
315     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
316     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
317                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
318     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
319     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
320     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
321     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
322     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
323     uint8_t *obmc_scratchpad;
324     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
325
326     int qscale;                 ///< QP
327     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
328     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
329     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
330     int *lambda_table;
331     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
332     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
333     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
334     int last_pict_type; //FIXME removes
335     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
336     int droppable;
337     int frame_rate_index;
338     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
339     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
340
341     /* motion compensation */
342     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
343     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
344
345     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
346     HpelDSPContext hdsp;
347     VideoDSPContext vdsp;
348     H263DSPContext h263dsp;
349     int f_code;                 ///< forward MV resolution
350     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
351     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
352     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
353     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
354     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
355     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
356     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
357     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
358     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
359     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
360     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
361     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
362     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
363     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
364     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
365     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
366     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
367     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
368     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
369     int me_method;                       ///< ME algorithm
370     int mv_dir;
371 #define MV_DIR_FORWARD   1
372 #define MV_DIR_BACKWARD  2
373 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
374     int mv_type;
375 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
376 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
377 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
378 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
379 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
380     /**motion vectors for a macroblock
381        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
382        second "         : depend on type
383        third  "         : 0 = x, 1 = y
384     */
385     int mv[2][4][2];
386     int field_select[2][2];
387     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
388     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
389     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
390
391     MotionEstContext me;
392
393     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
394                         for b-frames rounding mode is always 0 */
395
396     /* macroblock layer */
397     int mb_x, mb_y;
398     int mb_skip_run;
399     int mb_intra;
400     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
401
402     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
403     int block_wrap[6];
404     uint8_t *dest[3];
405
406     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
407
408     /** matrix transmitted in the bitstream */
409     uint16_t intra_matrix[64];
410     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
411     uint16_t inter_matrix[64];
412     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
413 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
414     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
415     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
416     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
417     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
418     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
419     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
420     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
421     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
422     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
423     uint8_t *luma_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
435     /* noise reduction */
436     int (*dct_error_sum)[64];
437     int dct_count[2];
438     uint16_t (*dct_offset)[64];
439
440     void *opaque;              ///< private data for the user
441
442     /* bit rate control */
443     int64_t total_bits;
444     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
445     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
446     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
447
448     /* statistics, used for 2-pass encoding */
449     int mv_bits;
450     int header_bits;
451     int i_tex_bits;
452     int p_tex_bits;
453     int i_count;
454     int f_count;
455     int b_count;
456     int skip_count;
457     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
458     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
459
460     /* error concealment / resync */
461     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
462     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
463     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
464     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
465     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
466     int err_recognition;
467
468     ParseContext parse_context;
469
470     /* H.263 specific */
471     int gob_index;
472     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
473     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
474     int prev_mb_info, last_mb_info;
475     uint8_t *mb_info_ptr;
476     int mb_info_size;
477
478     /* H.263+ specific */
479     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
480     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
481     int h263_slice_structured;
482     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
483     int modified_quant;
484     int loop_filter;
485     int custom_pcf;
486
487     /* mpeg4 specific */
488     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
489     int time_increment_bits;
490     int last_time_base;
491     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
492     int64_t time;                   ///< time of current frame
493     int64_t last_non_b_time;
494     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
495     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
496     uint16_t pp_field_time;
497     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
498     int real_sprite_warping_points;
499     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
500     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
501     int mcsel;
502     int quant_precision;
503     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
504     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
505     int sprite_warping_accuracy;
506     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
507     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
508     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
509     int vo_type;
510     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
511     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
512     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
513     int mpeg_quant;
514     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
515
516     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
517     int divx_packed;
518     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
519     int bitstream_buffer_size;
520     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
521
522     /* RV10 specific */
523     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
524     int rv10_first_dc_coded[3];
525     int orig_width, orig_height;
526
527     /* MJPEG specific */
528     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
529
530     /* MSMPEG4 specific */
531     int mv_table_index;
532     int rl_table_index;
533     int rl_chroma_table_index;
534     int dc_table_index;
535     int use_skip_mb_code;
536     int slice_height;      ///< in macroblocks
537     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
538     int flipflop_rounding;
539     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
540     int per_mb_rl_table;
541     int esc3_level_length;
542     int esc3_run_length;
543     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
544     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
545     int inter_intra_pred;
546     int mspel;
547
548     /* decompression specific */
549     GetBitContext gb;
550
551     /* Mpeg1 specific */
552     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
553     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
554     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
555
556     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
557     int progressive_sequence;
558     int mpeg_f_code[2][2];
559
560     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
561     int picture_structure;
562
563     int intra_dc_precision;
564     int frame_pred_frame_dct;
565     int top_field_first;
566     int concealment_motion_vectors;
567     int q_scale_type;
568     int intra_vlc_format;
569     int alternate_scan;
570     int repeat_first_field;
571     int chroma_420_type;
572     int chroma_format;
573 #define CHROMA_420 1
574 #define CHROMA_422 2
575 #define CHROMA_444 3
576     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
577     int chroma_y_shift;
578
579     int progressive_frame;
580     int full_pel[2];
581     int interlaced_dct;
582     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
583     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
584     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
585
586     /* RTP specific */
587     int rtp_mode;
588
589     uint8_t *ptr_lastgob;
590     int16_t (*pblocks[12])[64];
591
592     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
593     int16_t (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
594     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
595 #define SLICE_OK         0
596 #define SLICE_ERROR     -1
597 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
598 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
599
600     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
601                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
602     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
603                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
604     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
605                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
606     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
607                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
608     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
609                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
610     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
611                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
612     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
613                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
614     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
615                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
616     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
617                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
618     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
619                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
620     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
621     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
622     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
623
624     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
625     int quantizer_noise_shaping;
626
627     /* temp buffers for rate control */
628     float *cplx_tab, *bits_tab;
629
630     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
631      * a frame size change */
632     int context_reinit;
633
634     ERContext er;
635
636     int error_rate;
637
638     /* temporary frames used by b_frame_strategy = 2 */
639     AVFrame *tmp_frames[MAX_B_FRAMES + 2];
640 } MpegEncContext;
641
642 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx)             \
643     ((pic && pic >= old_ctx->picture &&                   \
644       pic < old_ctx->picture + MAX_PICTURE_COUNT) ?  \
645         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : NULL)
646
647 /* mpegvideo_enc common options */
648 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
649 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
650 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
651 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
652 #define FF_MPV_FLAG_NAQ          0x0010
653
654 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
655 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
656 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
657 { "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" },\
658 { "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" },\
659 { "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" },\
660 { "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" },\
661 { "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" },\
662 { "naq",            "normalize adaptive quantization",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_NAQ },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
663 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
664                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
665 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
666                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
667 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
668 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
669                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },
670
671 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
672
673 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
674 static const AVClass name ## _class = {\
675     .class_name = #name " encoder",\
676     .item_name  = av_default_item_name,\
677     .option     = ff_mpv_generic_options,\
678     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
679 };
680
681 /**
682  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
683  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
684  * state of the MpegEncContext.
685  */
686 void ff_MPV_common_defaults(MpegEncContext *s);
687
688 void ff_MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
689 int ff_MPV_common_init(MpegEncContext *s);
690 int ff_MPV_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
691 void ff_MPV_common_end(MpegEncContext *s);
692 void ff_MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
693 int ff_MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
694 void ff_MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
695 int ff_MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
696 int ff_MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
697 int ff_MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
698                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
699 void ff_MPV_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
700 void ff_MPV_common_init_x86(MpegEncContext *s);
701 void ff_MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
702 void ff_MPV_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
703 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
704 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
705 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
706 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p);
707 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
708 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
709 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, int16_t *block);
710 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
711 int ff_MPV_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
712 void ff_MPV_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
713 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
714 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
715
716 /* Error resilience */
717 void ff_mpeg_er_frame_start(MpegEncContext *s);
718 void ff_mpeg_set_erpic(ERPicture *dst, Picture *src);
719
720 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
721 void ff_convert_matrix(DSPContext *dsp, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
722                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
723 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
724
725 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
726
727 void ff_MPV_motion(MpegEncContext *s,
728                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
729                    uint8_t *dest_cr, int dir,
730                    uint8_t **ref_picture,
731                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
732                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
733
734 /**
735  * Allocate a Picture.
736  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
737  */
738 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
739
740 /**
741  * permute block according to permuatation.
742  * @param last last non zero element in scantable order
743  */
744 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
745
746 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
747     const int block_size = 8;
748
749     s->block_index[0]+=2;
750     s->block_index[1]+=2;
751     s->block_index[2]+=2;
752     s->block_index[3]+=2;
753     s->block_index[4]++;
754     s->block_index[5]++;
755     s->dest[0]+= 2*block_size;
756     s->dest[1]+= block_size;
757     s->dest[2]+= block_size;
758 }
759
760 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
761     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
762     const int last= s->last_bits;
763
764     s->last_bits = bits;
765
766     return bits - last;
767 }
768
769 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
770     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
771     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
772         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
773     };
774     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
775 }
776
777 /* motion_est.c */
778 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
779                              int mb_x, int mb_y);
780 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
781                              int mb_x, int mb_y);
782 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
783 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
784 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
785                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
786 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
787 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
788 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
789                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
790                              int ref_mv_scale, int size, int h);
791 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
792                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
793
794 /* mpeg12.c */
795 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
796 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
797
798 void ff_mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
799 void ff_mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
800                         int16_t block[6][64],
801                         int motion_x, int motion_y);
802 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
803 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
804
805 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
806 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
807
808 /* rv10.c */
809 void ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
810 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
811 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
812
813
814 /* msmpeg4.c */
815 void ff_msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
816 void ff_msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
817 void ff_msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
818                           int16_t block[6][64],
819                           int motion_x, int motion_y);
820 int ff_msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
821 int ff_msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
822 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
823 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
824 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
825 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
826 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
827 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
828                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
829                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
830                                int motion_x, int motion_y, int h);
831 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
832 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
833                        int16_t block[6][64],
834                        int motion_x, int motion_y);
835
836 int ff_mpeg_ref_picture(MpegEncContext *s, Picture *dst, Picture *src);
837 void ff_mpeg_unref_picture(MpegEncContext *s, Picture *picture);
838 void ff_free_picture_tables(Picture *pic);
839
840 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */