avoid double copying of left border in luma prediction
[ffmpeg.git] / libavcodec / x264.c
1 /*
2  * H.264 encoding using the x264 library
3  * Copyright (C) 2005  Mans Rullgard <mru@inprovide.com>
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
18  */
19
20 #include "avcodec.h"
21 #include <x264.h>
22 #include <math.h>
23 #include <stdio.h>
24 #include <stdlib.h>
25 #include <string.h>
26
27 typedef struct X264Context {
28     x264_param_t params;
29     x264_t *enc;
30     x264_picture_t pic;
31     AVFrame out_pic;
32 } X264Context;
33
34 static void
35 X264_log(void *p, int level, const char *fmt, va_list args)
36 {
37     static const int level_map[] = {
38         [X264_LOG_ERROR]   = AV_LOG_ERROR,
39         [X264_LOG_WARNING] = AV_LOG_ERROR,
40         [X264_LOG_INFO]    = AV_LOG_INFO,
41         [X264_LOG_DEBUG]   = AV_LOG_DEBUG
42     };
43
44     if(level < 0 || level > X264_LOG_DEBUG)
45         return;
46
47     av_vlog(p, level_map[level], fmt, args);
48 }
49
50
51 static int
52 encode_nals(uint8_t *buf, int size, x264_nal_t *nals, int nnal)
53 {
54     uint8_t *p = buf;
55     int i;
56
57     for(i = 0; i < nnal; i++){
58         int s = x264_nal_encode(p, &size, 1, nals + i);
59         if(s < 0)
60             return -1;
61         p += s;
62     }
63
64     return p - buf;
65 }
66
67 extern int
68 X264_frame(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf, int bufsize, void *data)
69 {
70     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
71     AVFrame *frame = data;
72     x264_nal_t *nal;
73     int nnal, i;
74     x264_picture_t pic_out;
75
76     x4->pic.img.i_csp = X264_CSP_I420;
77     x4->pic.img.i_plane = 3;
78
79     for(i = 0; i < 3; i++){
80         x4->pic.img.plane[i] = frame->data[i];
81         x4->pic.img.i_stride[i] = frame->linesize[i];
82     }
83
84     x4->pic.i_pts = frame->pts;
85     x4->pic.i_type = X264_TYPE_AUTO;
86
87     if(x264_encoder_encode(x4->enc, &nal, &nnal, &x4->pic, &pic_out))
88         return -1;
89
90     bufsize = encode_nals(buf, bufsize, nal, nnal);
91     if(bufsize < 0)
92         return -1;
93
94     /* FIXME: dts */
95     x4->out_pic.pts = pic_out.i_pts;
96
97     switch(pic_out.i_type){
98     case X264_TYPE_IDR:
99     case X264_TYPE_I:
100         x4->out_pic.pict_type = FF_I_TYPE;
101         break;
102     case X264_TYPE_P:
103         x4->out_pic.pict_type = FF_P_TYPE;
104         break;
105     case X264_TYPE_B:
106     case X264_TYPE_BREF:
107         x4->out_pic.pict_type = FF_B_TYPE;
108         break;
109     }
110
111     x4->out_pic.key_frame = pic_out.i_type == X264_TYPE_IDR;
112     x4->out_pic.quality = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
113
114     return bufsize;
115 }
116
117 static int
118 X264_close(AVCodecContext *avctx)
119 {
120     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
121
122     if(x4->enc)
123         x264_encoder_close(x4->enc);
124
125     return 0;
126 }
127
128 extern int
129 X264_init(AVCodecContext *avctx)
130 {
131     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
132
133     x264_param_default(&x4->params);
134
135     x4->params.pf_log = X264_log;
136     x4->params.p_log_private = avctx;
137
138     x4->params.i_keyint_max = avctx->gop_size;
139     x4->params.rc.i_bitrate = avctx->bit_rate / 1000;
140     x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = avctx->rc_buffer_size / 1000;
141     x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = avctx->rc_max_rate / 1000;
142     x4->params.rc.b_stat_write = (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1);
143     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS2) x4->params.rc.b_stat_read = 1;
144     else{
145         if(avctx->crf) x4->params.rc.i_rf_constant = avctx->crf;
146         else if(avctx->cqp > -1) x4->params.rc.i_qp_constant = avctx->cqp;
147     }
148
149     // if neither crf nor cqp modes are selected we have to enable the RC
150     // we do it this way because we cannot check if the bitrate has been set
151     if(!(avctx->crf || (avctx->cqp > -1))) x4->params.rc.b_cbr = 1;
152
153     x4->params.i_bframe = avctx->max_b_frames;
154     x4->params.b_cabac = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_AC;
155     x4->params.b_bframe_adaptive = avctx->b_frame_strategy;
156     x4->params.i_bframe_bias = avctx->bframebias;
157     x4->params.b_bframe_pyramid = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BPYRAMID);
158
159     x4->params.i_keyint_min = avctx->keyint_min;
160     if(x4->params.i_keyint_min > x4->params.i_keyint_max)
161         x4->params.i_keyint_min = x4->params.i_keyint_max;
162
163     x4->params.i_scenecut_threshold = avctx->scenechange_threshold;
164
165     x4->params.b_deblocking_filter = (avctx->flags & CODEC_FLAG_LOOP_FILTER);
166     x4->params.i_deblocking_filter_alphac0 = avctx->deblockalpha;
167     x4->params.i_deblocking_filter_beta = avctx->deblockbeta;
168
169     x4->params.rc.i_qp_min = avctx->qmin;
170     x4->params.rc.i_qp_max = avctx->qmax;
171     x4->params.rc.i_qp_step = avctx->max_qdiff;
172
173     x4->params.rc.f_qcompress = avctx->qcompress;  /* 0.0 => cbr, 1.0 => constant qp */
174     x4->params.rc.f_qblur = avctx->qblur;        /* temporally blur quants */
175     x4->params.rc.f_complexity_blur = avctx->complexityblur;
176
177     x4->params.i_frame_reference = avctx->refs;
178
179     x4->params.i_width = avctx->width;
180     x4->params.i_height = avctx->height;
181     x4->params.vui.i_sar_width = avctx->sample_aspect_ratio.num;
182     x4->params.vui.i_sar_height = avctx->sample_aspect_ratio.den;
183     x4->params.i_fps_num = avctx->time_base.den;
184     x4->params.i_fps_den = avctx->time_base.num;
185
186     x4->params.analyse.inter = 0;
187     if(avctx->partitions){
188         if(avctx->partitions & X264_PART_I4X4)
189             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_I4x4;
190         if(avctx->partitions & X264_PART_I8X8)
191             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_I8x8;
192         if(avctx->partitions & X264_PART_P8X8)
193             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB16x16;
194         if(avctx->partitions & X264_PART_P4X4)
195             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
196         if(avctx->partitions & X264_PART_B8X8)
197             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_BSUB16x16;
198     }
199
200     x4->params.analyse.i_direct_mv_pred = avctx->directpred;
201
202     x4->params.analyse.b_weighted_bipred = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_WPRED);
203
204     if(avctx->me_method == ME_EPZS)
205         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
206     else if(avctx->me_method == ME_HEX)
207         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
208     else if(avctx->me_method == ME_UMH)
209         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
210     else if(avctx->me_method == ME_FULL)
211         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_ESA;
212     else x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
213
214     x4->params.analyse.i_me_range = avctx->me_range;
215     x4->params.analyse.i_subpel_refine = avctx->me_subpel_quality;
216
217     x4->params.analyse.b_bframe_rdo = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BRDO);
218     x4->params.analyse.b_mixed_references =
219         (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_MIXED_REFS);
220     x4->params.analyse.b_chroma_me = (avctx->me_cmp & FF_CMP_CHROMA);
221     x4->params.analyse.b_transform_8x8 = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_8X8DCT);
222     x4->params.analyse.b_fast_pskip = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_FASTPSKIP);
223
224     x4->params.analyse.i_trellis = avctx->trellis;
225     x4->params.analyse.i_noise_reduction = avctx->noise_reduction;
226
227     if(avctx->level > 0) x4->params.i_level_idc = avctx->level;
228
229     x4->params.rc.f_rate_tolerance =
230         (float)avctx->bit_rate_tolerance/avctx->bit_rate;
231
232     if((avctx->rc_buffer_size != 0) &&
233             (avctx->rc_initial_buffer_occupancy <= avctx->rc_buffer_size)){
234         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init =
235             (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy/avctx->rc_buffer_size;
236     }
237     else x4->params.rc.f_vbv_buffer_init = 0.9;
238
239     x4->params.rc.f_ip_factor = 1/fabs(avctx->i_quant_factor);
240     x4->params.rc.f_pb_factor = avctx->b_quant_factor;
241     x4->params.analyse.i_chroma_qp_offset = avctx->chromaoffset;
242     x4->params.rc.psz_rc_eq = avctx->rc_eq;
243
244     x4->params.analyse.b_psnr = (avctx->flags & CODEC_FLAG_PSNR);
245     x4->params.i_log_level = X264_LOG_DEBUG;
246
247     x4->params.b_aud = (avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_AUD);
248
249     x4->params.i_threads = avctx->thread_count;
250
251     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER){
252         x4->params.b_repeat_headers = 0;
253     }
254
255     x4->enc = x264_encoder_open(&x4->params);
256     if(!x4->enc)
257         return -1;
258
259     avctx->coded_frame = &x4->out_pic;
260
261     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER){
262         x264_nal_t *nal;
263         int nnal, i, s = 0;
264
265         x264_encoder_headers(x4->enc, &nal, &nnal);
266
267         /* 5 bytes NAL header + worst case escaping */
268         for(i = 0; i < nnal; i++)
269             s += 5 + nal[i].i_payload * 4 / 3;
270
271         avctx->extradata = av_malloc(s);
272         avctx->extradata_size = encode_nals(avctx->extradata, s, nal, nnal);
273     }
274
275     return 0;
276 }
277
278 AVCodec x264_encoder = {
279     .name = "h264",
280     .type = CODEC_TYPE_VIDEO,
281     .id = CODEC_ID_H264,
282     .priv_data_size = sizeof(X264Context),
283     .init = X264_init,
284     .encode = X264_frame,
285     .close = X264_close,
286     .pix_fmts = (enum PixelFormat[]) { PIX_FMT_YUV420P, -1 }
287 };