OSDN Git Service

libx264: add 'intra-refresh' private option.
[coroid/libav_saccubus.git] / libavcodec / libx264.c
1 /*
2  * H.264 encoding using the x264 library
3  * Copyright (C) 2005  Mans Rullgard <mans@mansr.com>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/opt.h"
23 #include "avcodec.h"
24 #include "internal.h"
25 #include <x264.h>
26 #include <float.h>
27 #include <math.h>
28 #include <stdio.h>
29 #include <stdlib.h>
30 #include <string.h>
31
32 typedef struct X264Context {
33     AVClass        *class;
34     x264_param_t    params;
35     x264_t         *enc;
36     x264_picture_t  pic;
37     uint8_t        *sei;
38     int             sei_size;
39     AVFrame         out_pic;
40     char *preset;
41     char *tune;
42     char *profile;
43     int fastfirstpass;
44     float crf;
45     float crf_max;
46     int cqp;
47     int aq_mode;
48     float aq_strength;
49     char *psy_rd;
50     int rc_lookahead;
51     int weightp;
52     int ssim;
53     int intra_refresh;
54 } X264Context;
55
56 static void X264_log(void *p, int level, const char *fmt, va_list args)
57 {
58     static const int level_map[] = {
59         [X264_LOG_ERROR]   = AV_LOG_ERROR,
60         [X264_LOG_WARNING] = AV_LOG_WARNING,
61         [X264_LOG_INFO]    = AV_LOG_INFO,
62         [X264_LOG_DEBUG]   = AV_LOG_DEBUG
63     };
64
65     if (level < 0 || level > X264_LOG_DEBUG)
66         return;
67
68     av_vlog(p, level_map[level], fmt, args);
69 }
70
71
72 static int encode_nals(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf, int size,
73                        x264_nal_t *nals, int nnal, int skip_sei)
74 {
75     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
76     uint8_t *p = buf;
77     int i;
78
79     /* Write the SEI as part of the first frame. */
80     if (x4->sei_size > 0 && nnal > 0) {
81         memcpy(p, x4->sei, x4->sei_size);
82         p += x4->sei_size;
83         x4->sei_size = 0;
84     }
85
86     for (i = 0; i < nnal; i++){
87         /* Don't put the SEI in extradata. */
88         if (skip_sei && nals[i].i_type == NAL_SEI) {
89             x4->sei_size = nals[i].i_payload;
90             x4->sei      = av_malloc(x4->sei_size);
91             memcpy(x4->sei, nals[i].p_payload, nals[i].i_payload);
92             continue;
93         }
94         memcpy(p, nals[i].p_payload, nals[i].i_payload);
95         p += nals[i].i_payload;
96     }
97
98     return p - buf;
99 }
100
101 static int X264_frame(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf,
102                       int bufsize, void *data)
103 {
104     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
105     AVFrame *frame = data;
106     x264_nal_t *nal;
107     int nnal, i;
108     x264_picture_t pic_out;
109
110     x264_picture_init( &x4->pic );
111     x4->pic.img.i_csp   = X264_CSP_I420;
112     x4->pic.img.i_plane = 3;
113
114     if (frame) {
115         for (i = 0; i < 3; i++) {
116             x4->pic.img.plane[i]    = frame->data[i];
117             x4->pic.img.i_stride[i] = frame->linesize[i];
118         }
119
120         x4->pic.i_pts  = frame->pts;
121         x4->pic.i_type =
122             frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I ? X264_TYPE_KEYFRAME :
123             frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P ? X264_TYPE_P :
124             frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B ? X264_TYPE_B :
125                                             X264_TYPE_AUTO;
126         if (x4->params.b_tff != frame->top_field_first) {
127             x4->params.b_tff = frame->top_field_first;
128             x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
129         }
130     }
131
132     do {
133     if (x264_encoder_encode(x4->enc, &nal, &nnal, frame? &x4->pic: NULL, &pic_out) < 0)
134         return -1;
135
136     bufsize = encode_nals(ctx, buf, bufsize, nal, nnal, 0);
137     if (bufsize < 0)
138         return -1;
139     } while (!bufsize && !frame && x264_encoder_delayed_frames(x4->enc));
140
141     /* FIXME: libx264 now provides DTS, but AVFrame doesn't have a field for it. */
142     x4->out_pic.pts = pic_out.i_pts;
143
144     switch (pic_out.i_type) {
145     case X264_TYPE_IDR:
146     case X264_TYPE_I:
147         x4->out_pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
148         break;
149     case X264_TYPE_P:
150         x4->out_pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
151         break;
152     case X264_TYPE_B:
153     case X264_TYPE_BREF:
154         x4->out_pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
155         break;
156     }
157
158     x4->out_pic.key_frame = pic_out.b_keyframe;
159     if (bufsize)
160         x4->out_pic.quality = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
161
162     return bufsize;
163 }
164
165 static av_cold int X264_close(AVCodecContext *avctx)
166 {
167     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
168
169     av_freep(&avctx->extradata);
170     av_free(x4->sei);
171
172     if (x4->enc)
173         x264_encoder_close(x4->enc);
174
175     return 0;
176 }
177
178 static av_cold int X264_init(AVCodecContext *avctx)
179 {
180     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
181
182     x4->sei_size = 0;
183     x264_param_default(&x4->params);
184
185     x4->params.i_keyint_max         = avctx->gop_size;
186
187     x4->params.i_bframe          = avctx->max_b_frames;
188     x4->params.b_cabac           = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_AC;
189     x4->params.i_bframe_adaptive = avctx->b_frame_strategy;
190     x4->params.i_bframe_bias     = avctx->bframebias;
191     x4->params.i_bframe_pyramid  = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BPYRAMID ? X264_B_PYRAMID_NORMAL : X264_B_PYRAMID_NONE;
192     avctx->has_b_frames          = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BPYRAMID ? 2 : !!avctx->max_b_frames;
193
194     x4->params.i_keyint_min = avctx->keyint_min;
195     if (x4->params.i_keyint_min > x4->params.i_keyint_max)
196         x4->params.i_keyint_min = x4->params.i_keyint_max;
197
198     x4->params.i_scenecut_threshold        = avctx->scenechange_threshold;
199
200     x4->params.b_deblocking_filter         = avctx->flags & CODEC_FLAG_LOOP_FILTER;
201     x4->params.i_deblocking_filter_alphac0 = avctx->deblockalpha;
202     x4->params.i_deblocking_filter_beta    = avctx->deblockbeta;
203
204     x4->params.rc.i_qp_min                 = avctx->qmin;
205     x4->params.rc.i_qp_max                 = avctx->qmax;
206     x4->params.rc.i_qp_step                = avctx->max_qdiff;
207
208     x4->params.rc.f_qcompress       = avctx->qcompress; /* 0.0 => cbr, 1.0 => constant qp */
209     x4->params.rc.f_qblur           = avctx->qblur;     /* temporally blur quants */
210     x4->params.rc.f_complexity_blur = avctx->complexityblur;
211
212     x4->params.i_frame_reference    = avctx->refs;
213
214     x4->params.analyse.inter    = 0;
215     if (avctx->partitions) {
216         if (avctx->partitions & X264_PART_I4X4)
217             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_I4x4;
218         if (avctx->partitions & X264_PART_I8X8)
219             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_I8x8;
220         if (avctx->partitions & X264_PART_P8X8)
221             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB16x16;
222         if (avctx->partitions & X264_PART_P4X4)
223             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
224         if (avctx->partitions & X264_PART_B8X8)
225             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_BSUB16x16;
226     }
227
228     x4->params.analyse.i_direct_mv_pred  = avctx->directpred;
229
230     x4->params.analyse.b_weighted_bipred = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_WPRED;
231
232     if (avctx->me_method == ME_EPZS)
233         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
234     else if (avctx->me_method == ME_HEX)
235         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
236     else if (avctx->me_method == ME_UMH)
237         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
238     else if (avctx->me_method == ME_FULL)
239         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_ESA;
240     else if (avctx->me_method == ME_TESA)
241         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_TESA;
242     else x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
243
244     x4->params.analyse.b_psy              = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_PSY;
245
246     x4->params.analyse.i_me_range         = avctx->me_range;
247     x4->params.analyse.i_subpel_refine    = avctx->me_subpel_quality;
248
249     x4->params.analyse.b_mixed_references = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_MIXED_REFS;
250     x4->params.analyse.b_chroma_me        = avctx->me_cmp & FF_CMP_CHROMA;
251     x4->params.analyse.b_transform_8x8    = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_8X8DCT;
252     x4->params.analyse.b_fast_pskip       = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_FASTPSKIP;
253
254     x4->params.analyse.i_trellis          = avctx->trellis;
255     x4->params.analyse.i_noise_reduction  = avctx->noise_reduction;
256
257     if (avctx->level > 0)
258         x4->params.i_level_idc = avctx->level;
259
260     if (x4->preset || x4->tune)
261         if (x264_param_default_preset(&x4->params, x4->preset, x4->tune) < 0) {
262             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error setting preset/tune %s/%s.\n", x4->preset, x4->tune);
263             return AVERROR(EINVAL);
264         }
265
266     x4->params.pf_log               = X264_log;
267     x4->params.p_log_private        = avctx;
268     x4->params.i_log_level          = X264_LOG_DEBUG;
269
270     if (avctx->bit_rate) {
271         x4->params.rc.i_bitrate   = avctx->bit_rate / 1000;
272         x4->params.rc.i_rc_method = X264_RC_ABR;
273     }
274     x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = avctx->rc_buffer_size / 1000;
275     x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = avctx->rc_max_rate    / 1000;
276     x4->params.rc.b_stat_write      = avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1;
277     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS2) {
278         x4->params.rc.b_stat_read = 1;
279     } else {
280 #if FF_API_X264_GLOBAL_OPTS
281         if (avctx->crf) {
282             x4->params.rc.i_rc_method   = X264_RC_CRF;
283             x4->params.rc.f_rf_constant = avctx->crf;
284             x4->params.rc.f_rf_constant_max = avctx->crf_max;
285         } else if (avctx->cqp > -1) {
286             x4->params.rc.i_rc_method   = X264_RC_CQP;
287             x4->params.rc.i_qp_constant = avctx->cqp;
288         }
289 #endif
290
291         if (x4->crf >= 0) {
292             x4->params.rc.i_rc_method   = X264_RC_CRF;
293             x4->params.rc.f_rf_constant = x4->crf;
294         } else if (x4->cqp >= 0) {
295             x4->params.rc.i_rc_method   = X264_RC_CQP;
296             x4->params.rc.i_qp_constant = x4->cqp;
297         }
298
299         if (x4->crf_max >= 0)
300             x4->params.rc.f_rf_constant_max = x4->crf_max;
301     }
302
303     if (avctx->rc_buffer_size && avctx->rc_initial_buffer_occupancy &&
304         (avctx->rc_initial_buffer_occupancy <= avctx->rc_buffer_size)) {
305         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init =
306             (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy / avctx->rc_buffer_size;
307     }
308
309     x4->params.rc.b_mb_tree               = !!(avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_MBTREE);
310     x4->params.rc.f_ip_factor             = 1 / fabs(avctx->i_quant_factor);
311     x4->params.rc.f_pb_factor             = avctx->b_quant_factor;
312     x4->params.analyse.i_chroma_qp_offset = avctx->chromaoffset;
313
314 #if FF_API_X264_GLOBAL_OPTS
315     if (avctx->aq_mode >= 0)
316         x4->params.rc.i_aq_mode = avctx->aq_mode;
317     if (avctx->aq_strength >= 0)
318         x4->params.rc.f_aq_strength = avctx->aq_strength;
319     if (avctx->psy_rd >= 0)
320         x4->params.analyse.f_psy_rd           = avctx->psy_rd;
321     if (avctx->psy_trellis >= 0)
322         x4->params.analyse.f_psy_trellis      = avctx->psy_trellis;
323     if (avctx->rc_lookahead >= 0)
324         x4->params.rc.i_lookahead             = avctx->rc_lookahead;
325     if (avctx->weighted_p_pred >= 0)
326         x4->params.analyse.i_weighted_pred    = avctx->weighted_p_pred;
327     x4->params.analyse.b_ssim = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_SSIM;
328     x4->params.b_intra_refresh = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_INTRA_REFRESH;
329 #endif
330
331     if (x4->aq_mode >= 0)
332         x4->params.rc.i_aq_mode = x4->aq_mode;
333     if (x4->aq_strength >= 0)
334         x4->params.rc.f_aq_strength = x4->aq_strength;
335     if (x4->psy_rd && x264_param_parse(&x4->params, "psy-rd", x4->psy_rd) < 0) {
336         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing option 'psy-rd' with value '%s'.\n", x4->psy_rd);
337         return AVERROR(EINVAL);
338     }
339     if (x4->rc_lookahead >= 0)
340         x4->params.rc.i_lookahead = x4->rc_lookahead;
341     if (x4->weightp >= 0)
342         x4->params.analyse.i_weighted_pred = x4->weightp;
343
344     if (x4->ssim >= 0)
345         x4->params.analyse.b_ssim = x4->ssim;
346     if (x4->intra_refresh >= 0)
347         x4->params.b_intra_refresh = x4->intra_refresh;
348
349
350     if (x4->fastfirstpass)
351         x264_param_apply_fastfirstpass(&x4->params);
352
353     if (x4->profile)
354         if (x264_param_apply_profile(&x4->params, x4->profile) < 0) {
355             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error setting profile %s.\n", x4->profile);
356             return AVERROR(EINVAL);
357         }
358
359     x4->params.i_width          = avctx->width;
360     x4->params.i_height         = avctx->height;
361     x4->params.vui.i_sar_width  = avctx->sample_aspect_ratio.num;
362     x4->params.vui.i_sar_height = avctx->sample_aspect_ratio.den;
363     x4->params.i_fps_num = x4->params.i_timebase_den = avctx->time_base.den;
364     x4->params.i_fps_den = x4->params.i_timebase_num = avctx->time_base.num;
365
366     x4->params.analyse.b_psnr = avctx->flags & CODEC_FLAG_PSNR;
367
368     x4->params.b_aud          = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_AUD;
369
370     x4->params.i_threads      = avctx->thread_count;
371
372     x4->params.b_interlaced   = avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
373
374     x4->params.b_open_gop     = !(avctx->flags & CODEC_FLAG_CLOSED_GOP);
375
376     x4->params.i_slice_count  = avctx->slices;
377
378     x4->params.vui.b_fullrange = avctx->pix_fmt == PIX_FMT_YUVJ420P;
379
380     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER)
381         x4->params.b_repeat_headers = 0;
382
383     // update AVCodecContext with x264 parameters
384     avctx->has_b_frames = x4->params.i_bframe ?
385         x4->params.i_bframe_pyramid ? 2 : 1 : 0;
386     avctx->bit_rate = x4->params.rc.i_bitrate*1000;
387 #if FF_API_X264_GLOBAL_OPTS
388     avctx->crf = x4->params.rc.f_rf_constant;
389 #endif
390
391     x4->enc = x264_encoder_open(&x4->params);
392     if (!x4->enc)
393         return -1;
394
395     avctx->coded_frame = &x4->out_pic;
396
397     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
398         x264_nal_t *nal;
399         int nnal, s, i;
400
401         s = x264_encoder_headers(x4->enc, &nal, &nnal);
402
403         for (i = 0; i < nnal; i++)
404             if (nal[i].i_type == NAL_SEI)
405                 av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "%s\n", nal[i].p_payload+25);
406
407         avctx->extradata      = av_malloc(s);
408         avctx->extradata_size = encode_nals(avctx, avctx->extradata, s, nal, nnal, 1);
409     }
410
411     return 0;
412 }
413
414 #define OFFSET(x) offsetof(X264Context, x)
415 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
416 static const AVOption options[] = {
417     { "preset",        "Set the encoding preset (cf. x264 --fullhelp)",   OFFSET(preset),        FF_OPT_TYPE_STRING, { .str = "medium" }, 0, 0, VE},
418     { "tune",          "Tune the encoding params (cf. x264 --fullhelp)",  OFFSET(tune),          FF_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE},
419     { "profile",       "Set profile restrictions (cf. x264 --fullhelp) ", OFFSET(profile),       FF_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE},
420     { "fastfirstpass", "Use fast settings when encoding first pass",      OFFSET(fastfirstpass), FF_OPT_TYPE_INT,    { 1 }, 0, 1, VE},
421     { "crf",           "Select the quality for constant quality mode",    OFFSET(crf),           FF_OPT_TYPE_FLOAT,  {-1 }, -1, FLT_MAX, VE },
422     { "crf_max",       "In CRF mode, prevents VBV from lowering quality beyond this point.",OFFSET(crf_max), FF_OPT_TYPE_FLOAT, {-1 }, -1, FLT_MAX, VE },
423     { "qp",            "Constant quantization parameter rate control method",OFFSET(cqp),        FF_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, INT_MAX, VE },
424     { "aq-mode",       "AQ method",                                       OFFSET(aq_mode),       FF_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, INT_MAX, VE, "aq_mode"},
425     { "none",          NULL,                              0, FF_OPT_TYPE_CONST, {X264_AQ_NONE},         INT_MIN, INT_MAX, VE, "aq_mode" },
426     { "variance",      "Variance AQ (complexity mask)",   0, FF_OPT_TYPE_CONST, {X264_AQ_VARIANCE},     INT_MIN, INT_MAX, VE, "aq_mode" },
427     { "autovariance",  "Auto-variance AQ (experimental)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {X264_AQ_AUTOVARIANCE}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "aq_mode" },
428     { "aq-strength",   "AQ strength. Reduces blocking and blurring in flat and textured areas.", OFFSET(aq_strength), FF_OPT_TYPE_FLOAT, {-1}, -1, FLT_MAX, VE},
429     { "psy-rd",        "Strength of psychovisual optimization, in <psy-rd>:<psy-trellis> format.", OFFSET(psy_rd), FF_OPT_TYPE_STRING,  {0 }, 0, 0, VE},
430     { "rc-lookahead",  "Number of frames to look ahead for frametype and ratecontrol", OFFSET(rc_lookahead), FF_OPT_TYPE_INT, {-1 }, -1, INT_MAX, VE },
431     { "weightp",       "Weighted prediction analysis method.",            OFFSET(weightp),       FF_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, INT_MAX, VE, "weightp" },
432     { "none",          NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {X264_WEIGHTP_NONE},   INT_MIN, INT_MAX, VE, "weightp" },
433     { "simple",        NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {X264_WEIGHTP_SIMPLE}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "weightp" },
434     { "smart",         NULL, 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {X264_WEIGHTP_SMART},  INT_MIN, INT_MAX, VE, "weightp" },
435     { "ssim",          "Calculate and print SSIM stats.",                 OFFSET(ssim),          FF_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, 1, VE },
436     { "intra-refresh", "Use Periodic Intra Refresh instead of IDR frames.",OFFSET(intra_refresh),FF_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, 1, VE },
437     { NULL },
438 };
439
440 static const AVClass class = {
441     .class_name = "libx264",
442     .item_name  = av_default_item_name,
443     .option     = options,
444     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
445 };
446
447 static const AVCodecDefault x264_defaults[] = {
448     { "b",                "0" },
449     { NULL },
450 };
451
452 AVCodec ff_libx264_encoder = {
453     .name           = "libx264",
454     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
455     .id             = CODEC_ID_H264,
456     .priv_data_size = sizeof(X264Context),
457     .init           = X264_init,
458     .encode         = X264_frame,
459     .close          = X264_close,
460     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY,
461     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]) { PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_YUVJ420P, PIX_FMT_NONE },
462     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libx264 H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
463     .priv_class     = &class,
464     .defaults       = x264_defaults,
465 };