5a96cd436c5e74a5e39cdfc7c09ed8c0e08e21cf
[ffmpeg.git] / libavcodec / vp8.h
1 /**
2  * VP8 compatible video decoder
3  *
4  * Copyright (C) 2010 David Conrad
5  * Copyright (C) 2010 Ronald S. Bultje
6  * Copyright (C) 2010 Jason Garrett-Glaser
7  *
8  * This file is part of Libav.
9  *
10  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
12  * License as published by the Free Software Foundation; either
13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
14  *
15  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18  * Lesser General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
21  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
23  */
24
25 #ifndef AVCODEC_VP8_H
26 #define AVCODEC_VP8_H
27
28 #include "vp56.h"
29 #include "vp56data.h"
30 #include "vp8dsp.h"
31 #include "h264pred.h"
32
33 #define VP8_MAX_QUANT 127
34
35 enum dct_token {
36     DCT_0,
37     DCT_1,
38     DCT_2,
39     DCT_3,
40     DCT_4,
41     DCT_CAT1,
42     DCT_CAT2,
43     DCT_CAT3,
44     DCT_CAT4,
45     DCT_CAT5,
46     DCT_CAT6,
47     DCT_EOB,
48
49     NUM_DCT_TOKENS
50 };
51
52 // used to signal 4x4 intra pred in luma MBs
53 #define MODE_I4x4 4
54
55 enum inter_mvmode {
56     VP8_MVMODE_ZERO = MODE_I4x4 + 1,
57     VP8_MVMODE_MV,
58     VP8_MVMODE_SPLIT
59 };
60
61 enum inter_splitmvmode {
62     VP8_SPLITMVMODE_16x8 = 0,    ///< 2 16x8 blocks (vertical)
63     VP8_SPLITMVMODE_8x16,        ///< 2 8x16 blocks (horizontal)
64     VP8_SPLITMVMODE_8x8,         ///< 2x2 blocks of 8x8px each
65     VP8_SPLITMVMODE_4x4,         ///< 4x4 blocks of 4x4px each
66     VP8_SPLITMVMODE_NONE,        ///< (only used in prediction) no split MVs
67 };
68
69 typedef struct {
70     uint8_t filter_level;
71     uint8_t inner_limit;
72     uint8_t inner_filter;
73 } VP8FilterStrength;
74
75 typedef struct {
76     uint8_t skip;
77     // todo: make it possible to check for at least (i4x4 or split_mv)
78     // in one op. are others needed?
79     uint8_t mode;
80     uint8_t ref_frame;
81     uint8_t partitioning;
82     VP56mv mv;
83     VP56mv bmv[16];
84 } VP8Macroblock;
85
86 typedef struct {
87     AVCodecContext *avctx;
88     AVFrame *framep[4];
89     AVFrame *next_framep[4];
90     uint8_t *edge_emu_buffer;
91
92     uint16_t mb_width;   /* number of horizontal MB */
93     uint16_t mb_height;  /* number of vertical MB */
94     int linesize;
95     int uvlinesize;
96
97     uint8_t keyframe;
98     uint8_t deblock_filter;
99     uint8_t mbskip_enabled;
100     uint8_t segment;             ///< segment of the current macroblock
101     uint8_t chroma_pred_mode;    ///< 8x8c pred mode of the current macroblock
102     uint8_t profile;
103     VP56mv mv_min;
104     VP56mv mv_max;
105
106     int8_t sign_bias[4]; ///< one state [0, 1] per ref frame type
107     int ref_count[3];
108
109     /**
110      * Base parameters for segmentation, i.e. per-macroblock parameters.
111      * These must be kept unchanged even if segmentation is not used for
112      * a frame, since the values persist between interframes.
113      */
114     struct {
115         uint8_t enabled;
116         uint8_t absolute_vals;
117         uint8_t update_map;
118         int8_t base_quant[4];
119         int8_t filter_level[4];     ///< base loop filter level
120     } segmentation;
121
122     struct {
123         uint8_t simple;
124         uint8_t level;
125         uint8_t sharpness;
126     } filter;
127
128     VP8Macroblock *macroblocks;
129     VP8FilterStrength *filter_strength;
130
131     uint8_t *intra4x4_pred_mode_top;
132     uint8_t intra4x4_pred_mode_left[4];
133     uint8_t *segmentation_map;
134
135     /**
136      * Macroblocks can have one of 4 different quants in a frame when
137      * segmentation is enabled.
138      * If segmentation is disabled, only the first segment's values are used.
139      */
140     struct {
141         // [0] - DC qmul  [1] - AC qmul
142         int16_t luma_qmul[2];
143         int16_t luma_dc_qmul[2];    ///< luma dc-only block quant
144         int16_t chroma_qmul[2];
145     } qmat[4];
146
147     struct {
148         uint8_t enabled;    ///< whether each mb can have a different strength based on mode/ref
149
150         /**
151          * filter strength adjustment for the following macroblock modes:
152          * [0-3] - i16x16 (always zero)
153          * [4]   - i4x4
154          * [5]   - zero mv
155          * [6]   - inter modes except for zero or split mv
156          * [7]   - split mv
157          *  i16x16 modes never have any adjustment
158          */
159         int8_t mode[VP8_MVMODE_SPLIT+1];
160
161         /**
162          * filter strength adjustment for macroblocks that reference:
163          * [0] - intra / VP56_FRAME_CURRENT
164          * [1] - VP56_FRAME_PREVIOUS
165          * [2] - VP56_FRAME_GOLDEN
166          * [3] - altref / VP56_FRAME_GOLDEN2
167          */
168         int8_t ref[4];
169     } lf_delta;
170
171     /**
172      * Cache of the top row needed for intra prediction
173      * 16 for luma, 8 for each chroma plane
174      */
175     uint8_t (*top_border)[16+8+8];
176
177     /**
178      * For coeff decode, we need to know whether the above block had non-zero
179      * coefficients. This means for each macroblock, we need data for 4 luma
180      * blocks, 2 u blocks, 2 v blocks, and the luma dc block, for a total of 9
181      * per macroblock. We keep the last row in top_nnz.
182      */
183     uint8_t (*top_nnz)[9];
184     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, left_nnz)[9];
185
186     /**
187      * This is the index plus one of the last non-zero coeff
188      * for each of the blocks in the current macroblock.
189      * So, 0 -> no coeffs
190      *     1 -> dc-only (special transform)
191      *     2+-> full transform
192      */
193     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, non_zero_count_cache)[6][4];
194     VP56RangeCoder c;   ///< header context, includes mb modes and motion vectors
195     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block)[6][4][16];
196     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block_dc)[16];
197     uint8_t intra4x4_pred_mode_mb[16];
198
199     /**
200      * These are all of the updatable probabilities for binary decisions.
201      * They are only implictly reset on keyframes, making it quite likely
202      * for an interframe to desync if a prior frame's header was corrupt
203      * or missing outright!
204      */
205     struct {
206         uint8_t segmentid[3];
207         uint8_t mbskip;
208         uint8_t intra;
209         uint8_t last;
210         uint8_t golden;
211         uint8_t pred16x16[4];
212         uint8_t pred8x8c[3];
213         uint8_t token[4][16][3][NUM_DCT_TOKENS-1];
214         uint8_t mvc[2][19];
215     } prob[2];
216
217     VP8Macroblock *macroblocks_base;
218     int invisible;
219     int update_last;    ///< update VP56_FRAME_PREVIOUS with the current one
220     int update_golden;  ///< VP56_FRAME_NONE if not updated, or which frame to copy if so
221     int update_altref;
222
223     /**
224      * If this flag is not set, all the probability updates
225      * are discarded after this frame is decoded.
226      */
227     int update_probabilities;
228
229     /**
230      * All coefficients are contained in separate arith coding contexts.
231      * There can be 1, 2, 4, or 8 of these after the header context.
232      */
233     int num_coeff_partitions;
234     VP56RangeCoder coeff_partition[8];
235     DSPContext dsp;
236     VP8DSPContext vp8dsp;
237     H264PredContext hpc;
238     vp8_mc_func put_pixels_tab[3][3][3];
239     AVFrame frames[5];
240 } VP8Context;
241
242 #endif /* AVCODEC_VP8_H */