avcodec/nvenc: add rate control option
[ffmpeg.git] / libavcodec / nvenc_h264.c
1 /*
2  * This file is part of FFmpeg.
3  *
4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 #include "libavutil/internal.h"
20
21 #include "avcodec.h"
22 #include "internal.h"
23
24 #include "nvenc.h"
25
26 #define OFFSET(x) offsetof(NvencContext, x)
27 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
28 static const AVOption options[] = {
29     { "preset",   "Set the encoding preset",              OFFSET(preset),      AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = PRESET_MEDIUM }, PRESET_DEFAULT, PRESET_LOSSLESS_HP, VE, "preset" },
30     { "default",    "",                                   0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_DEFAULT }, 0, 0, VE, "preset" },
31     { "slow",       "hq 2 passes",                        0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_SLOW }, 0, 0, VE, "preset" },
32     { "medium",     "hq 1 pass",                          0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_MEDIUM }, 0, 0, VE, "preset" },
33     { "fast",       "hp 1 pass",                          0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_FAST }, 0, 0, VE, "preset" },
34     { "hp",         "",                                   0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_HP }, 0, 0, VE, "preset" },
35     { "hq",         "",                                   0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_HQ }, 0, 0, VE, "preset" },
36     { "bd",         "",                                   0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_BD }, 0, 0, VE, "preset" },
37     { "ll",         "low latency",                        0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_LOW_LATENCY_DEFAULT }, 0, 0, VE, "preset" },
38     { "llhq",       "low latency hq",                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_LOW_LATENCY_HQ }, 0, 0, VE, "preset" },
39     { "llhp",       "low latency hp",                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_LOW_LATENCY_HP }, 0, 0, VE, "preset" },
40     { "lossless",   NULL,                                 0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_LOSSLESS_DEFAULT }, 0, 0, VE, "preset" },
41     { "losslesshp", NULL,                                 0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_LOSSLESS_HP }, 0, 0, VE, "preset" },
42     { "profile",  "Set the encoding profile",             OFFSET(profile),     AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN }, NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE, NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444P, VE, "profile" },
43     { "baseline", "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE },            0, 0, VE, "profile" },
44     { "main",     "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN },                0, 0, VE, "profile" },
45     { "high",     "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH },                0, 0, VE, "profile" },
46     { "high444p", "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444P },            0, 0, VE, "profile" },
47     { "level", "Set the encoding level restriction", OFFSET(level), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT }, NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT, NV_ENC_LEVEL_H264_51, VE, "level" },
48     { "auto",     "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT },  0, 0, VE,  "level" },
49     { "1",        "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_1 },  0, 0, VE,  "level" },
50     { "1.0",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_1 },  0, 0, VE,  "level" },
51     { "1b",       "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_1b }, 0, 0, VE,  "level" },
52     { "1.0b",     "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_1b }, 0, 0, VE,  "level" },
53     { "1.1",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_11 }, 0, 0, VE,  "level" },
54     { "1.2",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_12 }, 0, 0, VE,  "level" },
55     { "1.3",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_13 }, 0, 0, VE,  "level" },
56     { "2",        "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_2 },  0, 0, VE,  "level" },
57     { "2.0",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_2 },  0, 0, VE,  "level" },
58     { "2.1",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_21 }, 0, 0, VE,  "level" },
59     { "2.2",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_22 }, 0, 0, VE,  "level" },
60     { "3",        "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_3 },  0, 0, VE,  "level" },
61     { "3.0",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_3 },  0, 0, VE,  "level" },
62     { "3.1",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_31 }, 0, 0, VE,  "level" },
63     { "3.2",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_32 }, 0, 0, VE,  "level" },
64     { "4",        "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_4 },  0, 0, VE,  "level" },
65     { "4.0",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_4 },  0, 0, VE,  "level" },
66     { "4.1",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_41 }, 0, 0, VE,  "level" },
67     { "4.2",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_42 }, 0, 0, VE,  "level" },
68     { "5",        "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_5 },  0, 0, VE,  "level" },
69     { "5.0",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_5 },  0, 0, VE,  "level" },
70     { "5.1",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_51 }, 0, 0, VE,  "level" },
71     { "rc",       "Override the preset rate-control",     OFFSET(rc),          AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 },                   -1, INT_MAX, VE, "rc" },
72     { "constqp",          "Constant QP mode",                                                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP },              0, 0, VE, "rc" },
73     { "vbr",              "Variable bitrate mode",                                                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR },                  0, 0, VE, "rc" },
74     { "cbr",              "Constant bitrate mode",                                                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR },                  0, 0, VE, "rc" },
75     { "vbr_minqp",        "Variable bitrate mode with MinQP",                                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP },            0, 0, VE, "rc" },
76     { "ll_2pass_quality", "Multi-pass optimized for image quality (only for low-latency presets)",       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY },       0, 0, VE, "rc" },
77     { "ll_2pass_size",    "Multi-pass optimized for constant frame size (only for low-latency presets)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_FRAMESIZE_CAP }, 0, 0, VE, "rc" },
78     { "vbr_2pass",        "Multi-pass variable bitrate mode",                                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR },           0, 0, VE, "rc" },
79     { "cbr", "Use cbr encoding mode", OFFSET(cbr), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
80     { "2pass", "Use 2pass encoding mode", OFFSET(twopass), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
81     { "gpu", "Selects which NVENC capable GPU to use. First GPU is 0, second is 1, and so on.", OFFSET(gpu), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, VE },
82     { "delay", "Delays frame output by the given amount of frames.", OFFSET(buffer_delay), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = INT_MAX }, 0, INT_MAX, VE },
83     { NULL }
84 };
85
86 static const AVCodecDefault defaults[] = {
87     { "b", "2M" },
88     { "qmin", "-1" },
89     { "qmax", "-1" },
90     { "qdiff", "-1" },
91     { "qblur", "-1" },
92     { "qcomp", "-1" },
93     { "g", "250" },
94     { "bf", "0" },
95     { NULL },
96 };
97
98 #if CONFIG_NVENC_ENCODER
99 static const AVClass nvenc_class = {
100     .class_name = "nvenc",
101     .item_name = av_default_item_name,
102     .option = options,
103     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
104 };
105
106 AVCodec ff_nvenc_encoder = {
107     .name           = "nvenc",
108     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC h264 encoder"),
109     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
110     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
111     .init           = ff_nvenc_encode_init,
112     .encode2        = ff_nvenc_encode_frame,
113     .close          = ff_nvenc_encode_close,
114     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
115     .priv_class     = &nvenc_class,
116     .defaults       = defaults,
117     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY,
118     .pix_fmts       = ff_nvenc_pix_fmts,
119 };
120 #endif
121
122 /* Add an alias for nvenc_h264 */
123 #if CONFIG_NVENC_H264_ENCODER
124 static const AVClass nvenc_h264_class = {
125     .class_name = "nvenc_h264",
126     .item_name = av_default_item_name,
127     .option = options,
128     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
129 };
130
131 AVCodec ff_nvenc_h264_encoder = {
132     .name           = "nvenc_h264",
133     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC h264 encoder"),
134     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
135     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
136     .init           = ff_nvenc_encode_init,
137     .encode2        = ff_nvenc_encode_frame,
138     .close          = ff_nvenc_encode_close,
139     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
140     .priv_class     = &nvenc_h264_class,
141     .defaults       = defaults,
142     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY,
143     .pix_fmts       = ff_nvenc_pix_fmts,
144 };
145 #endif