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
  25  * mpegvideo header.
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  30
  31 #include "dsputil.h"
  32 #include "get_bits.h"
  33 #include "put_bits.h"
  34 #include "ratecontrol.h"
  35 #include "parser.h"
  36 #include "mpeg12data.h"
  37 #include "rl.h"
  38
  39 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  40
  41 enum OutputFormat {
  42     FMT_MPEG1,
  43     FMT_H261,
  44     FMT_H263,
  45     FMT_MJPEG,
  46     FMT_H264,
  47 };
  48
  49 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  50
  51 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  52 #define QMAT_SHIFT 22
  53
  54 #define MAX_FCODE 7
  55 #define MAX_MV 2048
  56
  57 #define MAX_THREADS 16
  58
  59 #define MAX_PICTURE_COUNT 32
  60
  61 #define ME_MAP_SIZE 64
  62 #define ME_MAP_SHIFT 3
  63 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  64
  65 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  66
  67 #define INPLACE_OFFSET 16
  68
  69 /* Start codes. */
  70 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  71 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  72 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  73 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  74 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  75 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  76 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  77 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  78
  79 struct MpegEncContext;
  80
  81 /**
  82  * Picture.
  83  */
  84 typedef struct Picture{
  85     FF_COMMON_FRAME
  86
  87     /**
  88      * halfpel luma planes.
  89      */
  90     uint8_t *interpolated[3];
  91     int16_t (*motion_val_base[2])[2];
  92     uint32_t *mb_type_base;
  93 #define MB_TYPE_INTRA MB_TYPE_INTRA4x4 //default mb_type if there is just one type
  94 #define IS_INTRA4x4(a)   ((a)&MB_TYPE_INTRA4x4)
  95 #define IS_INTRA16x16(a) ((a)&MB_TYPE_INTRA16x16)
  96 #define IS_PCM(a)        ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
  97 #define IS_INTRA(a)      ((a)&7)
  98 #define IS_INTER(a)      ((a)&(MB_TYPE_16x16|MB_TYPE_16x8|MB_TYPE_8x16|MB_TYPE_8x8))
  99 #define IS_SKIP(a)       ((a)&MB_TYPE_SKIP)
 100 #define IS_INTRA_PCM(a)  ((a)&MB_TYPE_INTRA_PCM)
 101 #define IS_INTERLACED(a) ((a)&MB_TYPE_INTERLACED)
 102 #define IS_DIRECT(a)     ((a)&MB_TYPE_DIRECT2)
 103 #define IS_GMC(a)        ((a)&MB_TYPE_GMC)
 104 #define IS_16X16(a)      ((a)&MB_TYPE_16x16)
 105 #define IS_16X8(a)       ((a)&MB_TYPE_16x8)
 106 #define IS_8X16(a)       ((a)&MB_TYPE_8x16)
 107 #define IS_8X8(a)        ((a)&MB_TYPE_8x8)
 108 #define IS_SUB_8X8(a)    ((a)&MB_TYPE_16x16) //note reused
 109 #define IS_SUB_8X4(a)    ((a)&MB_TYPE_16x8)  //note reused
 110 #define IS_SUB_4X8(a)    ((a)&MB_TYPE_8x16)  //note reused
 111 #define IS_SUB_4X4(a)    ((a)&MB_TYPE_8x8)   //note reused
 112 #define IS_ACPRED(a)     ((a)&MB_TYPE_ACPRED)
 113 #define IS_QUANT(a)      ((a)&MB_TYPE_QUANT)
 114 #define IS_DIR(a, part, list) ((a) & (MB_TYPE_P0L0<<((part)+2*(list))))
 115 #define USES_LIST(a, list) ((a) & ((MB_TYPE_P0L0|MB_TYPE_P1L0)<<(2*(list)))) ///< does this mb use listX, note does not work if subMBs
 116 #define HAS_CBP(a)        ((a)&MB_TYPE_CBP)
 117
 118     int field_poc[2];           ///< h264 top/bottom POC
 119     int poc;                    ///< h264 frame POC
 120     int frame_num;              ///< h264 frame_num (raw frame_num from slice header)
 121     int mmco_reset;             ///< h264 MMCO_RESET set this 1. Reordering code must not mix pictures before and after MMCO_RESET.
 122     int pic_id;                 /**< h264 pic_num (short -> no wrap version of pic_num,
 123                                      pic_num & max_pic_num; long -> long_pic_num) */
 124     int long_ref;               ///< 1->long term reference 0->short term reference
 125     int ref_poc[2][2][16];      ///< h264 POCs of the frames used as reference (FIXME need per slice)
 126     int ref_count[2][2];        ///< number of entries in ref_poc              (FIXME need per slice)
 127     int mbaff;                  ///< h264 1 -> MBAFF frame 0-> not MBAFF
 128     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in seperate fields
 129
 130     int mb_var_sum;             ///< sum of MB variance for current frame
 131     int mc_mb_var_sum;          ///< motion compensated MB variance for current frame
 132     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 133     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 134     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 135     int32_t *mb_cmp_score;      ///< Table for MB cmp scores, for mb decision FIXME remove
 136     int b_frame_score;          /* */
 137     struct MpegEncContext *owner2; ///< pointer to the MpegEncContext that allocated this picture
 138 } Picture;
 139
 140 /**
 141  * Motion estimation context.
 142  */
 143 typedef struct MotionEstContext{
 144     AVCodecContext *avctx;
 145     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
 146     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
 147     int direct_basis_mv[4][2];
 148     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
 149     uint8_t *best_mb;
 150     uint8_t *temp_mb[2];
 151     uint8_t *temp;
 152     int best_bits;
 153     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 154     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 155     int map_generation;
 156     int pre_penalty_factor;
 157     int penalty_factor;                /*!< an estimate of the bits required to
 158                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
 159                                         more bits than (0,0). We have to
 160                                         estimate whether any reduction in
 161                                         residual is worth the extra bits. */
 162     int sub_penalty_factor;
 163     int mb_penalty_factor;
 164     int flags;
 165     int sub_flags;
 166     int mb_flags;
 167     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 168     int dia_size;
 169     int xmin;
 170     int xmax;
 171     int ymin;
 172     int ymax;
 173     int pred_x;
 174     int pred_y;
 175     uint8_t *src[4][4];
 176     uint8_t *ref[4][4];
 177     int stride;
 178     int uvstride;
 179     /* temp variables for picture complexity calculation */
 180     int mc_mb_var_sum_temp;
 181     int mb_var_sum_temp;
 182     int scene_change_score;
 183 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 184     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 185     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 186     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 187     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 188     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 189     uint8_t *current_mv_penalty;
 190     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 191                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 192                                   int src_index, int ref_index,
 193                                   int size, int h);
 194 }MotionEstContext;
 195
 196 /**
 197  * MpegEncContext.
 198  */
 199 typedef struct MpegEncContext {
 200     struct AVCodecContext *avctx;
 201     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 202     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 203     int gop_size;
 204     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 205     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 206     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 207     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 208     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 209
 210 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 211     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 212     int h263_msmpeg4; ///< generate MSMPEG4 compatible stream (deprecated, use msmpeg4_version instead)
 213     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 214
 215     enum CodecID codec_id;     /* see CODEC_ID_xxx */
 216     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 217     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 218     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 219     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 220     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 221     int luma_elim_threshold;
 222     int chroma_elim_threshold;
 223     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 224     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 225     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 226     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 227     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 228
 229     /* sequence parameters */
 230     int context_initialized;
 231     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 232     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 233     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 234     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 235     int b_frames_since_non_b;  ///< used for encoding, relative to not yet reordered input
 236     int64_t user_specified_pts;///< last non zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video()
 237     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 238     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 239     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 240     int b4_stride;             ///< 4*mb_width+1 used for some 4x4 block arrays to allow simple addressing
 241     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 242     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 243     int linesize;              ///< line size, in bytes, may be different from width
 244     int uvlinesize;            ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 245     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 246     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 247     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 248
 249     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 250     int ac_pred;
 251     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 252     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 253
 254     /* scantables */
 255     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 256     ScanTable intra_scantable;
 257     ScanTable intra_h_scantable;
 258     ScanTable intra_v_scantable;
 259
 260     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 261      *          offsets used in asm. */
 262
 263     /** bit output */
 264     PutBitContext pb;
 265
 266     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 267     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 268     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 269
 270     /**
 271      * copy of the previous picture structure.
 272      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 273      */
 274     Picture last_picture;
 275
 276     /**
 277      * copy of the next picture structure.
 278      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 279      */
 280     Picture next_picture;
 281
 282     /**
 283      * copy of the source picture structure for encoding.
 284      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 285      */
 286     Picture new_picture;
 287
 288     /**
 289      * copy of the current picture structure.
 290      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 291      */
 292     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 293
 294     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 295     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 296     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 297     int picture_count;             ///< number of allocated pictures (MAX_PICTURE_COUNT * avctx->thread_count)
 298     int picture_range_start, picture_range_end; ///< the part of picture that this context can allocate in
 299     uint8_t *visualization_buffer[3]; //< temporary buffer vor MV visualization
 300     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 301     int16_t *dc_val_base;
 302     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 303     int16_t dc_cache[4*5];
 304     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 305     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 306     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 307     uint8_t *coded_block_base;
 308     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 309     int16_t (*ac_val_base)[16];
 310     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 311     uint8_t *prev_pict_types;     ///< previous picture types in bitstream order, used for mb skip
 312 #define PREV_PICT_TYPES_BUFFER_SIZE 256
 313     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 314     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 315                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 316     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 317     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 318     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 319     uint8_t *allocated_edge_emu_buffer;
 320     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< points into the middle of allocated_edge_emu_buffer
 321     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 322     uint8_t *obmc_scratchpad;
 323     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 324
 325     int qscale;                 ///< QP
 326     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 327     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 328     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 329     int *lambda_table;
 330     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 331     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 332     int closed_gop;             ///< MPEG1/2 GOP is closed
 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 dropable;
 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     int decode;                 ///< if 0 then decoding will be skipped (for encoding b frames for example)
 345
 346     DSPContext dsp;             ///< pointers for accelerated dsp functions
 347     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 348     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 349     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 350     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 351     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 352     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 353     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 354     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 355     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 356     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 357     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 358     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 359     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 360     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 361     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 362     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 363     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 364     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 365     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 366     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 367     int me_method;                       ///< ME algorithm
 368     int mv_dir;
 369 #define MV_DIR_FORWARD   1
 370 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 371 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 372     int mv_type;
 373 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 374 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 375 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 376 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 377 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 378     /**motion vectors for a macroblock
 379        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 380        second "         : depend on type
 381        third  "         : 0 = x, 1 = y
 382     */
 383     int mv[2][4][2];
 384     int field_select[2][2];
 385     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 386     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 387     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 388
 389     MotionEstContext me;
 390
 391     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 392                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 393
 394     /* macroblock layer */
 395     int mb_x, mb_y;
 396     int mb_skip_run;
 397     int mb_intra;
 398     uint16_t *mb_type;           ///< Table for candidate MB types for encoding
 399 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTRA    0x01
 400 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER    0x02
 401 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER4V  0x04
 402 #define CANDIDATE_MB_TYPE_SKIPPED   0x08
 403 //#define MB_TYPE_GMC      0x10
 404
 405 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT   0x10
 406 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD  0x20
 407 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD 0x40
 408 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR    0x80
 409
 410 #define CANDIDATE_MB_TYPE_INTER_I    0x100
 411 #define CANDIDATE_MB_TYPE_FORWARD_I  0x200
 412 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BACKWARD_I 0x400
 413 #define CANDIDATE_MB_TYPE_BIDIR_I    0x800
 414
 415 #define CANDIDATE_MB_TYPE_DIRECT0    0x1000
 416
 417     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 418     int block_wrap[6];
 419     uint8_t *dest[3];
 420
 421     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 422
 423     /** matrix transmitted in the bitstream */
 424     uint16_t intra_matrix[64];
 425     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 426     uint16_t inter_matrix[64];
 427     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 428 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 429     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 430     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 431     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 432     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 433     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 434     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 435     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 436     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 437     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 438     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 439     uint8_t *chroma_dc_vlc_length;
 440 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 441
 442     int coded_score[8];
 443
 444     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 445     int (*q_intra_matrix)[64];
 446     int (*q_inter_matrix)[64];
 447     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 448     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 449     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 450
 451     /* noise reduction */
 452     int (*dct_error_sum)[64];
 453     int dct_count[2];
 454     uint16_t (*dct_offset)[64];
 455
 456     void *opaque;              ///< private data for the user
 457
 458     /* bit rate control */
 459     int64_t wanted_bits;
 460     int64_t total_bits;
 461     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 462     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 463     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 464
 465     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 466     int mv_bits;
 467     int header_bits;
 468     int i_tex_bits;
 469     int p_tex_bits;
 470     int i_count;
 471     int f_count;
 472     int b_count;
 473     int skip_count;
 474     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 475     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 476
 477     /* error concealment / resync */
 478     int error_count;
 479     uint8_t *error_status_table;       ///< table of the error status of each MB
 480 #define VP_START            1          ///< current MB is the first after a resync marker
 481 #define AC_ERROR            2
 482 #define DC_ERROR            4
 483 #define MV_ERROR            8
 484 #define AC_END              16
 485 #define DC_END              32
 486 #define MV_END              64
 487 //FIXME some prefix?
 488
 489     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 490     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 491     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 492     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 493     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 494     int error_recognition;
 495
 496     ParseContext parse_context;
 497
 498     /* H.263 specific */
 499     int gob_index;
 500     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 501     int showed_packed_warning;      ///< flag for having shown the warning about divxs invalid b frames
 502
 503     /* H.263+ specific */
 504     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 505     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 506     int h263_slice_structured;
 507     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 508     int modified_quant;
 509     int loop_filter;
 510     int custom_pcf;
 511
 512     /* mpeg4 specific */
 513     int time_increment_bits;        ///< number of bits to represent the fractional part of time
 514     int last_time_base;
 515     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 516     int64_t time;                   ///< time of current frame
 517     int64_t last_non_b_time;
 518     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 519     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 520     uint16_t pp_field_time;
 521     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 522     int shape;
 523     int vol_sprite_usage;
 524     int sprite_width;
 525     int sprite_height;
 526     int sprite_left;
 527     int sprite_top;
 528     int sprite_brightness_change;
 529     int num_sprite_warping_points;
 530     int real_sprite_warping_points;
 531     uint16_t sprite_traj[4][2];      ///< sprite trajectory 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     int cplx_estimation_trash_i;
 561     int cplx_estimation_trash_p;
 562     int cplx_estimation_trash_b;
 563
 564     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 565     int divx_version;
 566     int divx_build;
 567     int divx_packed;
 568     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 569     int bitstream_buffer_size;
 570     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 571
 572     int xvid_build;
 573
 574     /* lavc specific stuff, used to workaround bugs in libavcodec */
 575     int lavc_build;
 576
 577     /* RV10 specific */
 578     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 579     int rv10_first_dc_coded[3];
 580     int orig_width, orig_height;
 581
 582     /* MJPEG specific */
 583     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 584     int mjpeg_vsample[3];       ///< vertical sampling factors, default = {2, 1, 1}
 585     int mjpeg_hsample[3];       ///< horizontal sampling factors, default = {2, 1, 1}
 586
 587     /* MSMPEG4 specific */
 588     int mv_table_index;
 589     int rl_table_index;
 590     int rl_chroma_table_index;
 591     int dc_table_index;
 592     int use_skip_mb_code;
 593     int slice_height;      ///< in macroblocks
 594     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 595     int flipflop_rounding;
 596     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 597     int per_mb_rl_table;
 598     int esc3_level_length;
 599     int esc3_run_length;
 600     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 601     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 602     int inter_intra_pred;
 603     int mspel;
 604
 605     /* decompression specific */
 606     GetBitContext gb;
 607
 608     /* Mpeg1 specific */
 609     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 610     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 611     int broken_link;         ///< no_output_of_prior_pics_flag
 612     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 613
 614     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 615     int progressive_sequence;
 616     int mpeg_f_code[2][2];
 617     int picture_structure;
 618 /* picture type */
 619 #define PICT_TOP_FIELD     1
 620 #define PICT_BOTTOM_FIELD  2
 621 #define PICT_FRAME         3
 622
 623     int intra_dc_precision;
 624     int frame_pred_frame_dct;
 625     int top_field_first;
 626     int concealment_motion_vectors;
 627     int q_scale_type;
 628     int intra_vlc_format;
 629     int alternate_scan;
 630     int repeat_first_field;
 631     int chroma_420_type;
 632     int chroma_format;
 633 #define CHROMA_420 1
 634 #define CHROMA_422 2
 635 #define CHROMA_444 3
 636     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 637     int chroma_y_shift;
 638
 639     int progressive_frame;
 640     int full_pel[2];
 641     int interlaced_dct;
 642     int first_slice;
 643     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 644
 645     /* RTP specific */
 646     int rtp_mode;
 647
 648     uint8_t *ptr_lastgob;
 649     int swap_uv;             //vcr2 codec is an MPEG-2 variant with U and V swapped
 650     DCTELEM (*pblocks[12])[64];
 651
 652     DCTELEM (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 653     DCTELEM (*blocks)[8][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 654     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 655 #define SLICE_OK         0
 656 #define SLICE_ERROR     -1
 657 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 658 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 659
 660     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 661                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 662     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 663                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 664     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 665                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 666     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 667                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 668     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 669                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 670     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 671                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 672     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
 673                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 674     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
 675                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 676     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 677                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 678     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 679                            DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 680     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 681     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 682     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 683 } MpegEncContext;
 684
 685 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx) (pic ? \
 686     (pic >= old_ctx->picture && pic < old_ctx->picture+old_ctx->picture_count ?\
 687         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : pic - (Picture*)old_ctx + (Picture*)new_ctx)\
 688     : NULL)
 689
 690 void MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 691 int MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 692 void MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 693 void MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[12][64]);
 694 int MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 695 void MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 696 int MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 697 int MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 698 int MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, unsigned char *buf, int buf_size, void *data);
 699 void MPV_common_init_mmx(MpegEncContext *s);
 700 void MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 701 void MPV_common_init_mlib(MpegEncContext *s);
 702 void MPV_common_init_mmi(MpegEncContext *s);
 703 void MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 704 void MPV_common_init_altivec(MpegEncContext *s);
 705 void MPV_common_init_bfin(MpegEncContext *s);
 706 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 707 void ff_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 708 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 709 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, AVFrame *pict);
 710 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 711 void ff_release_unused_pictures(MpegEncContext *s, int remove_current);
 712 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 713 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, DCTELEM *block);
 714 void ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 715 int MPV_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 716 void MPV_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 717 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 718 const uint8_t *ff_find_start_code(const uint8_t *p, const uint8_t *end, uint32_t *state);
 719 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 720
 721 void ff_er_frame_start(MpegEncContext *s);
 722 void ff_er_frame_end(MpegEncContext *s);
 723 void ff_er_add_slice(MpegEncContext *s, int startx, int starty, int endx, int endy, int status);
 724
 725 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
 726 void ff_convert_matrix(DSPContext *dsp, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 727                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 728
 729 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 730 void ff_copy_picture(Picture *dst, Picture *src);
 731
 732 /**
 733  * allocates a Picture
 734  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared=0
 735  */
 736 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 737
 738 extern const enum PixelFormat ff_pixfmt_list_420[];
 739 extern const enum PixelFormat ff_hwaccel_pixfmt_list_420[];
 740
 741 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 742     const int block_size= 8>>s->avctx->lowres;
 743
 744     s->block_index[0]+=2;
 745     s->block_index[1]+=2;
 746     s->block_index[2]+=2;
 747     s->block_index[3]+=2;
 748     s->block_index[4]++;
 749     s->block_index[5]++;
 750     s->dest[0]+= 2*block_size;
 751     s->dest[1]+= block_size;
 752     s->dest[2]+= block_size;
 753 }
 754
 755 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 756     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 757     const int last= s->last_bits;
 758
 759     s->last_bits = bits;
 760
 761     return bits - last;
 762 }
 763
 764 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 765     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 766     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 767         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 768     };
 769     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 770 }
 771
 772 /* motion_est.c */
 773 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 774                              int mb_x, int mb_y);
 775 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 776                              int mb_x, int mb_y);
 777 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 778 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 779 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 780                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 781 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 782 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 783 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 784                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 785                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 786 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 787                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 788
 789 /* mpeg12.c */
 790 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 791 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
 792
 793 void mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 794 void mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 795                      DCTELEM block[6][64],
 796                      int motion_x, int motion_y);
 797 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 798 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 799 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s);
 800 int ff_mpeg1_find_frame_end(ParseContext *pc, const uint8_t *buf, int buf_size, AVCodecParserContext *s);
 801
 802 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 803 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 804 extern const uint8_t ff_h263_loop_filter_strength[32];
 805
 806 /* h261.c */
 807 void ff_h261_loop_filter(MpegEncContext *s);
 808 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext* s);
 809 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext *s,
 810                     DCTELEM block[6][64],
 811                     int motion_x, int motion_y);
 812 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 813 void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s);
 814 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height);
 815
 816
 817 /* rv10.c */
 818 void rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 819 int rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 820 void rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 821
 822
 823 /* msmpeg4.c */
 824 void msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 825 void msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 826 void msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 827                        DCTELEM block[6][64],
 828                        int motion_x, int motion_y);
 829 int msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 830 int msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 831 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 832 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 833 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 834 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 835 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 836 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 837                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 838                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 839                                int motion_x, int motion_y, int h);
 840 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 841 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 842                        DCTELEM block[6][64],
 843                        int motion_x, int motion_y);
 844
 845 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */
 846