h264.h
上传用户:jylinhe
上传日期:2022-07-11
资源大小:334k
文件大小:15k
源码类别:

多媒体编程

开发平台:

Visual C++

  1. /*
  2.  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
  3.  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  4.  *
  5.  * This file is part of FFmpeg.
  6.  *
  7.  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  8.  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  9.  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10.  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11.  *
  12.  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13.  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15.  * Lesser General Public License for more details.
  16.  *
  17.  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18.  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19.  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20.  */
  21. /**
  22.  * @file h264.h
  23.  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 codec.
  24.  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  25.  */
  26. #ifndef AVCODEC_H264_H
  27. #define AVCODEC_H264_H
  28. #include "dsputil.h"
  29. #include "cabac.h"
  30. #include "mpegvideo.h"
  31. #include "h264pred.h"
  32. #define interlaced_dct interlaced_dct_is_a_bad_name
  33. #define mb_intra mb_intra_is_not_initialized_see_mb_type
  34. #define LUMA_DC_BLOCK_INDEX   25
  35. #define CHROMA_DC_BLOCK_INDEX 26
  36. #define CHROMA_DC_COEFF_TOKEN_VLC_BITS 8
  37. #define COEFF_TOKEN_VLC_BITS           8
  38. #define TOTAL_ZEROS_VLC_BITS           9
  39. #define CHROMA_DC_TOTAL_ZEROS_VLC_BITS 3
  40. #define RUN_VLC_BITS                   3
  41. #define RUN7_VLC_BITS                  6
  42. #define MAX_SPS_COUNT 32
  43. #define MAX_PPS_COUNT 256
  44. #define MAX_MMCO_COUNT 66
  45. #define MAX_DELAYED_PIC_COUNT 16
  46. /* Compiling in interlaced support reduces the speed
  47.  * of progressive decoding by about 2%. */
  48. #define ALLOW_INTERLACE
  49. #define ALLOW_NOCHROMA
  50. /**
  51.  * The maximum number of slices supported by the decoder.
  52.  * must be a power of 2
  53.  */
  54. #define MAX_SLICES 16
  55. #ifdef ALLOW_INTERLACE
  56. #define MB_MBAFF h->mb_mbaff
  57. #define MB_FIELD h->mb_field_decoding_flag
  58. #define FRAME_MBAFF h->mb_aff_frame
  59. #define FIELD_PICTURE (s->picture_structure != PICT_FRAME)
  60. #else
  61. #define MB_MBAFF 0
  62. #define MB_FIELD 0
  63. #define FRAME_MBAFF 0
  64. #define FIELD_PICTURE 0
  65. #undef  IS_INTERLACED
  66. #define IS_INTERLACED(mb_type) 0
  67. #endif
  68. #define FIELD_OR_MBAFF_PICTURE (FRAME_MBAFF || FIELD_PICTURE)
  69. #ifdef ALLOW_NOCHROMA
  70. #define CHROMA h->sps.chroma_format_idc
  71. #else
  72. #define CHROMA 1
  73. #endif
  74. #ifndef ENABLE_H264_ENCODER
  75. #define ENABLE_H264_ENCODER 0
  76. #endif
  77. #define EXTENDED_SAR          255
  78. #define MB_TYPE_REF0       MB_TYPE_ACPRED //dirty but it fits in 16 bit
  79. #define MB_TYPE_8x8DCT     0x01000000
  80. #define IS_REF0(a)         ((a) & MB_TYPE_REF0)
  81. #define IS_8x8DCT(a)       ((a) & MB_TYPE_8x8DCT)
  82. /* NAL unit types */
  83. enum {
  84.     NAL_SLICE=1,
  85.     NAL_DPA,
  86.     NAL_DPB,
  87.     NAL_DPC,
  88.     NAL_IDR_SLICE,
  89.     NAL_SEI,
  90.     NAL_SPS,
  91.     NAL_PPS,
  92.     NAL_AUD,
  93.     NAL_END_SEQUENCE,
  94.     NAL_END_STREAM,
  95.     NAL_FILLER_DATA,
  96.     NAL_SPS_EXT,
  97.     NAL_AUXILIARY_SLICE=19
  98. };
  99. /**
  100.  * pic_struct in picture timing SEI message
  101.  */
  102. typedef enum {
  103.     SEI_PIC_STRUCT_FRAME             = 0, ///<  0: %frame
  104.     SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD         = 1, ///<  1: top field
  105.     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD      = 2, ///<  2: bottom field
  106.     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM        = 3, ///<  3: top field, bottom field, in that order
  107.     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP        = 4, ///<  4: bottom field, top field, in that order
  108.     SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP    = 5, ///<  5: top field, bottom field, top field repeated, in that order
  109.     SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM = 6, ///<  6: bottom field, top field, bottom field repeated, in that order
  110.     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING    = 7, ///<  7: %frame doubling
  111.     SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING    = 8  ///<  8: %frame tripling
  112. } SEI_PicStructType;
  113. /**
  114.  * Sequence parameter set
  115.  */
  116. typedef struct SPS{
  117.     int profile_idc;
  118.     int level_idc;
  119.     int chroma_format_idc;
  120.     int transform_bypass;              ///< qpprime_y_zero_transform_bypass_flag
  121.     int log2_max_frame_num;            ///< log2_max_frame_num_minus4 + 4
  122.     int poc_type;                      ///< pic_order_cnt_type
  123.     int log2_max_poc_lsb;              ///< log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
  124.     int delta_pic_order_always_zero_flag;
  125.     int offset_for_non_ref_pic;
  126.     int offset_for_top_to_bottom_field;
  127.     int poc_cycle_length;              ///< num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle
  128.     int ref_frame_count;               ///< num_ref_frames
  129.     int gaps_in_frame_num_allowed_flag;
  130.     int mb_width;                      ///< pic_width_in_mbs_minus1 + 1
  131.     int mb_height;                     ///< pic_height_in_map_units_minus1 + 1
  132.     int frame_mbs_only_flag;
  133.     int mb_aff;                        ///<mb_adaptive_frame_field_flag
  134.     int direct_8x8_inference_flag;
  135.     int crop;                   ///< frame_cropping_flag
  136.     unsigned int crop_left;            ///< frame_cropping_rect_left_offset
  137.     unsigned int crop_right;           ///< frame_cropping_rect_right_offset
  138.     unsigned int crop_top;             ///< frame_cropping_rect_top_offset
  139.     unsigned int crop_bottom;          ///< frame_cropping_rect_bottom_offset
  140.     int vui_parameters_present_flag;
  141.     AVRational sar;
  142.     int timing_info_present_flag;
  143.     uint32_t num_units_in_tick;
  144.     uint32_t time_scale;
  145.     int fixed_frame_rate_flag;
  146.     short offset_for_ref_frame[256]; //FIXME dyn aloc?
  147.     int bitstream_restriction_flag;
  148.     int num_reorder_frames;
  149.     int scaling_matrix_present;
  150.     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
  151.     uint8_t scaling_matrix8[2][64];
  152.     int nal_hrd_parameters_present_flag;
  153.     int vcl_hrd_parameters_present_flag;
  154.     int pic_struct_present_flag;
  155.     int time_offset_length;
  156.     int cpb_removal_delay_length;      ///< cpb_removal_delay_length_minus1 + 1
  157.     int dpb_output_delay_length;       ///< dpb_output_delay_length_minus1 + 1
  158. }SPS;
  159. /**
  160.  * Picture parameter set
  161.  */
  162. typedef struct PPS{
  163.     unsigned int sps_id;
  164.     int cabac;                  ///< entropy_coding_mode_flag
  165.     int pic_order_present;      ///< pic_order_present_flag
  166.     int slice_group_count;      ///< num_slice_groups_minus1 + 1
  167.     int mb_slice_group_map_type;
  168.     unsigned int ref_count[2];  ///< num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
  169.     int weighted_pred;          ///< weighted_pred_flag
  170.     int weighted_bipred_idc;
  171.     int init_qp;                ///< pic_init_qp_minus26 + 26
  172.     int init_qs;                ///< pic_init_qs_minus26 + 26
  173.     int chroma_qp_index_offset[2];
  174.     int deblocking_filter_parameters_present; ///< deblocking_filter_parameters_present_flag
  175.     int constrained_intra_pred; ///< constrained_intra_pred_flag
  176.     int redundant_pic_cnt_present; ///< redundant_pic_cnt_present_flag
  177.     int transform_8x8_mode;     ///< transform_8x8_mode_flag
  178.     uint8_t scaling_matrix4[6][16];
  179.     uint8_t scaling_matrix8[2][64];
  180.     uint8_t chroma_qp_table[2][64];  ///< pre-scaled (with chroma_qp_index_offset) version of qp_table
  181.     int chroma_qp_diff;
  182. }PPS;
  183. /**
  184.  * Memory management control operation opcode.
  185.  */
  186. typedef enum MMCOOpcode{
  187.     MMCO_END=0,
  188.     MMCO_SHORT2UNUSED,
  189.     MMCO_LONG2UNUSED,
  190.     MMCO_SHORT2LONG,
  191.     MMCO_SET_MAX_LONG,
  192.     MMCO_RESET,
  193.     MMCO_LONG,
  194. } MMCOOpcode;
  195. /**
  196.  * Memory management control operation.
  197.  */
  198. typedef struct MMCO{
  199.     MMCOOpcode opcode;
  200.     int short_pic_num;  ///< pic_num without wrapping (pic_num & max_pic_num)
  201.     int long_arg;       ///< index, pic_num, or num long refs depending on opcode
  202. } MMCO;
  203. /**
  204.  * H264Context
  205.  */
  206. typedef struct H264Context{
  207.     MpegEncContext s;
  208.     int nal_ref_idc;
  209.     int nal_unit_type;
  210.     uint8_t *rbsp_buffer[2];
  211.     unsigned int rbsp_buffer_size[2];
  212.     /**
  213.       * Used to parse AVC variant of h264
  214.       */
  215.     int is_avc; ///< this flag is != 0 if codec is avc1
  216.     int got_avcC; ///< flag used to parse avcC data only once
  217.     int nal_length_size; ///< Number of bytes used for nal length (1, 2 or 4)
  218.     int chroma_qp[2]; //QPc
  219.     int prev_mb_skipped;
  220.     int next_mb_skipped;
  221.     //prediction stuff
  222.     int chroma_pred_mode;
  223.     int intra16x16_pred_mode;
  224.     int top_mb_xy;
  225.     int left_mb_xy[2];
  226.     int8_t intra4x4_pred_mode_cache[5*8];
  227.     int8_t (*intra4x4_pred_mode)[8];
  228.     H264PredContext hpc;
  229.     unsigned int topleft_samples_available;
  230.     unsigned int top_samples_available;
  231.     unsigned int topright_samples_available;
  232.     unsigned int left_samples_available;
  233.     uint8_t (*top_borders[2])[16+2*8];
  234.     uint8_t left_border[2*(17+2*9)];
  235.     /**
  236.      * non zero coeff count cache.
  237.      * is 64 if not available.
  238.      */
  239.     DECLARE_ALIGNED_8(uint8_t, non_zero_count_cache[6*8]);
  240.     uint8_t (*non_zero_count)[16];
  241.     /**
  242.      * Motion vector cache.
  243.      */
  244.     DECLARE_ALIGNED_8(int16_t, mv_cache[2][5*8][2]);
  245.     DECLARE_ALIGNED_8(int8_t, ref_cache[2][5*8]);
  246. #define LIST_NOT_USED -1 //FIXME rename?
  247. #define PART_NOT_AVAILABLE -2
  248.     /**
  249.      * is 1 if the specific list MV&references are set to 0,0,-2.
  250.      */
  251.     int mv_cache_clean[2];
  252.     /**
  253.      * number of neighbors (top and/or left) that used 8x8 dct
  254.      */
  255.     int neighbor_transform_size;
  256.     /**
  257.      * block_offset[ 0..23] for frame macroblocks
  258.      * block_offset[24..47] for field macroblocks
  259.      */
  260.     int block_offset[2*(16+8)];
  261.     uint32_t *mb2b_xy; //FIXME are these 4 a good idea?
  262.     uint32_t *mb2b8_xy;
  263.     int b_stride; //FIXME use s->b4_stride
  264.     int b8_stride;
  265.     int mb_linesize;   ///< may be equal to s->linesize or s->linesize*2, for mbaff
  266.     int mb_uvlinesize;
  267.     int emu_edge_width;
  268.     int emu_edge_height;
  269.     int halfpel_flag;
  270.     int thirdpel_flag;
  271.     int unknown_svq3_flag;
  272.     int next_slice_index;
  273.     SPS *sps_buffers[MAX_SPS_COUNT];
  274.     SPS sps; ///< current sps
  275.     PPS *pps_buffers[MAX_PPS_COUNT];
  276.     /**
  277.      * current pps
  278.      */
  279.     PPS pps; //FIXME move to Picture perhaps? (->no) do we need that?
  280.     uint32_t dequant4_buffer[6][52][16];
  281.     uint32_t dequant8_buffer[2][52][64];
  282.     uint32_t (*dequant4_coeff[6])[16];
  283.     uint32_t (*dequant8_coeff[2])[64];
  284.     int dequant_coeff_pps;     ///< reinit tables when pps changes
  285.     int slice_num;
  286.     uint16_t *slice_table_base;
  287.     uint16_t *slice_table;     ///< slice_table_base + 2*mb_stride + 1
  288.     int slice_type;
  289.     int slice_type_nos;        ///< S free slice type (SI/SP are remapped to I/P)
  290.     int slice_type_fixed;
  291.     //interlacing specific flags
  292.     int mb_aff_frame;
  293.     int mb_field_decoding_flag;
  294.     int mb_mbaff;              ///< mb_aff_frame && mb_field_decoding_flag
  295.     uint16_t sub_mb_type[4];
  296.     //POC stuff
  297.     int poc_lsb;
  298.     int poc_msb;
  299.     int delta_poc_bottom;
  300.     int delta_poc[2];
  301.     int frame_num;
  302.     int prev_poc_msb;             ///< poc_msb of the last reference pic for POC type 0
  303.     int prev_poc_lsb;             ///< poc_lsb of the last reference pic for POC type 0
  304.     int frame_num_offset;         ///< for POC type 2
  305.     int prev_frame_num_offset;    ///< for POC type 2
  306.     int prev_frame_num;           ///< frame_num of the last pic for POC type 1/2
  307.     /**
  308.      * frame_num for frames or 2*frame_num+1 for field pics.
  309.      */
  310.     int curr_pic_num;
  311.     /**
  312.      * max_frame_num or 2*max_frame_num for field pics.
  313.      */
  314.     int max_pic_num;
  315.     //Weighted pred stuff
  316.     int use_weight;
  317.     int use_weight_chroma;
  318.     int luma_log2_weight_denom;
  319.     int chroma_log2_weight_denom;
  320.     int luma_weight[2][48];
  321.     int luma_offset[2][48];
  322.     int chroma_weight[2][48][2];
  323.     int chroma_offset[2][48][2];
  324.     int implicit_weight[48][48];
  325.     //deblock
  326.     int deblocking_filter;         ///< disable_deblocking_filter_idc with 1<->0
  327.     int slice_alpha_c0_offset;
  328.     int slice_beta_offset;
  329.     int redundant_pic_count;
  330.     int direct_spatial_mv_pred;
  331.     int dist_scale_factor[16];
  332.     int dist_scale_factor_field[2][32];
  333.     int map_col_to_list0[2][16+32];
  334.     int map_col_to_list0_field[2][2][16+32];
  335.     /**
  336.      * num_ref_idx_l0/1_active_minus1 + 1
  337.      */
  338.     int ref_count[2];   ///< counts frames or fields, depending on current mb mode
  339.     int list_count;
  340.     Picture *short_ref[32];
  341.     Picture *long_ref[32];
  342.     Picture default_ref_list[2][32]; ///< base reference list for all slices of a coded picture
  343.     Picture ref_list[2][48];         /**< 0..15: frame refs, 16..47: mbaff field refs.
  344.                                           Reordered version of default_ref_list
  345.                                           according to picture reordering in slice header */
  346.     int ref2frm[MAX_SLICES][2][64];  ///< reference to frame number lists, used in the loop filter, the first 2 are for -2,-1
  347.     Picture *delayed_pic[MAX_DELAYED_PIC_COUNT+2]; //FIXME size?
  348.     int outputed_poc;
  349.     /**
  350.      * memory management control operations buffer.
  351.      */
  352.     MMCO mmco[MAX_MMCO_COUNT];
  353.     int mmco_index;
  354.     int long_ref_count;  ///< number of actual long term references
  355.     int short_ref_count; ///< number of actual short term references
  356.     //data partitioning
  357.     GetBitContext intra_gb;
  358.     GetBitContext inter_gb;
  359.     GetBitContext *intra_gb_ptr;
  360.     GetBitContext *inter_gb_ptr;
  361.     DECLARE_ALIGNED_16(DCTELEM, mb[16*24]);
  362.     DCTELEM mb_padding[256];        ///< as mb is addressed by scantable[i] and scantable is uint8_t we can either check that i is not too large or ensure that there is some unused stuff after mb
  363.     /**
  364.      * Cabac
  365.      */
  366.     CABACContext cabac;
  367.     uint8_t      cabac_state[460];
  368.     int          cabac_init_idc;
  369.     /* 0x100 -> non null luma_dc, 0x80/0x40 -> non null chroma_dc (cb/cr), 0x?0 -> chroma_cbp(0,1,2), 0x0? luma_cbp */
  370.     uint16_t     *cbp_table;
  371.     int cbp;
  372.     int top_cbp;
  373.     int left_cbp;
  374.     /* chroma_pred_mode for i4x4 or i16x16, else 0 */
  375.     uint8_t     *chroma_pred_mode_table;
  376.     int         last_qscale_diff;
  377.     int16_t     (*mvd_table[2])[2];
  378.     DECLARE_ALIGNED_8(int16_t, mvd_cache[2][5*8][2]);
  379.     uint8_t     *direct_table;
  380.     uint8_t     direct_cache[5*8];
  381.     uint8_t zigzag_scan[16];
  382.     uint8_t zigzag_scan8x8[64];
  383.     uint8_t zigzag_scan8x8_cavlc[64];
  384.     uint8_t field_scan[16];
  385.     uint8_t field_scan8x8[64];
  386.     uint8_t field_scan8x8_cavlc[64];
  387.     const uint8_t *zigzag_scan_q0;
  388.     const uint8_t *zigzag_scan8x8_q0;
  389.     const uint8_t *zigzag_scan8x8_cavlc_q0;
  390.     const uint8_t *field_scan_q0;
  391.     const uint8_t *field_scan8x8_q0;
  392.     const uint8_t *field_scan8x8_cavlc_q0;
  393.     int x264_build;
  394.     /**
  395.      * @defgroup multithreading Members for slice based multithreading
  396.      * @{
  397.      */
  398.     struct H264Context *thread_context[MAX_THREADS];
  399.     /**
  400.      * current slice number, used to initalize slice_num of each thread/context
  401.      */
  402.     int current_slice;
  403.     /**
  404.      * Max number of threads / contexts.
  405.      * This is equal to AVCodecContext.thread_count unless
  406.      * multithreaded decoding is impossible, in which case it is
  407.      * reduced to 1.
  408.      */
  409.     int max_contexts;
  410.     /**
  411.      *  1 if the single thread fallback warning has already been
  412.      *  displayed, 0 otherwise.
  413.      */
  414.     int single_decode_warning;
  415.     int last_slice_type;
  416.     /** @} */
  417.     int mb_xy;
  418.     uint32_t svq3_watermark_key;
  419.     /**
  420.      * pic_struct in picture timing SEI message
  421.      */
  422.     SEI_PicStructType sei_pic_struct;
  423.     int is_complex;
  424. }H264Context;
  425. #endif /* AVCODEC_H264_H */