OSDN Git Service

fix x264 encoding when delay is > number of input frames
[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 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 #include "avcodec.h"
23 #include <x264.h>
24 #include <math.h>
25 #include <stdio.h>
26 #include <stdlib.h>
27 #include <string.h>
28
29 typedef struct X264Context {
30     x264_param_t    params;
31     x264_t         *enc;
32     x264_picture_t  pic;
33     uint8_t        *sei;
34     int             sei_size;
35     AVFrame         out_pic;
36 } X264Context;
37
38 static void X264_log(void *p, int level, const char *fmt, va_list args)
39 {
40     static const int level_map[] = {
41         [X264_LOG_ERROR]   = AV_LOG_ERROR,
42         [X264_LOG_WARNING] = AV_LOG_WARNING,
43         [X264_LOG_INFO]    = AV_LOG_INFO,
44         [X264_LOG_DEBUG]   = AV_LOG_DEBUG
45     };
46
47     if (level < 0 || level > X264_LOG_DEBUG)
48         return;
49
50     av_vlog(p, level_map[level], fmt, args);
51 }
52
53
54 static int encode_nals(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf, int size,
55                        x264_nal_t *nals, int nnal, int skip_sei)
56 {
57     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
58     uint8_t *p = buf;
59     int i;
60
61     /* Write the SEI as part of the first frame. */
62     if (x4->sei_size > 0 && nnal > 0) {
63         memcpy(p, x4->sei, x4->sei_size);
64         p += x4->sei_size;
65         x4->sei_size = 0;
66     }
67
68     for (i = 0; i < nnal; i++){
69         /* Don't put the SEI in extradata. */
70         if (skip_sei && nals[i].i_type == NAL_SEI) {
71             x4->sei_size = nals[i].i_payload;
72             x4->sei      = av_malloc(x4->sei_size);
73             memcpy(x4->sei, nals[i].p_payload, nals[i].i_payload);
74             continue;
75         }
76         memcpy(p, nals[i].p_payload, nals[i].i_payload);
77         p += nals[i].i_payload;
78     }
79
80     return p - buf;
81 }
82
83 static int X264_frame(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf,
84                       int bufsize, void *data)
85 {
86     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
87     AVFrame *frame = data;
88     x264_nal_t *nal;
89     int nnal, i;
90     x264_picture_t pic_out;
91
92     x4->pic.img.i_csp   = X264_CSP_I420;
93     x4->pic.img.i_plane = 3;
94
95     if (frame) {
96         for (i = 0; i < 3; i++) {
97             x4->pic.img.plane[i]    = frame->data[i];
98             x4->pic.img.i_stride[i] = frame->linesize[i];
99         }
100
101         x4->pic.i_pts  = frame->pts;
102         x4->pic.i_type = X264_TYPE_AUTO;
103     }
104
105     do {
106     if (x264_encoder_encode(x4->enc, &nal, &nnal, frame? &x4->pic: NULL, &pic_out) < 0)
107         return -1;
108
109     bufsize = encode_nals(ctx, buf, bufsize, nal, nnal, 0);
110     if (bufsize < 0)
111         return -1;
112     } while (!bufsize && !frame && x264_encoder_delayed_frames(x4->enc));
113
114     /* FIXME: libx264 now provides DTS, but AVFrame doesn't have a field for it. */
115     x4->out_pic.pts = pic_out.i_pts;
116
117     switch (pic_out.i_type) {
118     case X264_TYPE_IDR:
119     case X264_TYPE_I:
120         x4->out_pic.pict_type = FF_I_TYPE;
121         break;
122     case X264_TYPE_P:
123         x4->out_pic.pict_type = FF_P_TYPE;
124         break;
125     case X264_TYPE_B:
126     case X264_TYPE_BREF:
127         x4->out_pic.pict_type = FF_B_TYPE;
128         break;
129     }
130
131     x4->out_pic.key_frame = pic_out.b_keyframe;
132     x4->out_pic.quality   = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
133
134     return bufsize;
135 }
136
137 static av_cold int X264_close(AVCodecContext *avctx)
138 {
139     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
140
141     av_freep(&avctx->extradata);
142     av_free(x4->sei);
143
144     if (x4->enc)
145         x264_encoder_close(x4->enc);
146
147     return 0;
148 }
149
150 static av_cold int X264_init(AVCodecContext *avctx)
151 {
152     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
153
154     x4->sei_size = 0;
155     x264_param_default(&x4->params);
156
157     x4->params.pf_log               = X264_log;
158     x4->params.p_log_private        = avctx;
159
160     x4->params.i_keyint_max         = avctx->gop_size;
161     x4->params.b_intra_refresh      = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_INTRA_REFRESH;
162     x4->params.rc.i_bitrate         = avctx->bit_rate       / 1000;
163     x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = avctx->rc_buffer_size / 1000;
164     x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = avctx->rc_max_rate    / 1000;
165     x4->params.rc.b_stat_write      = avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1;
166     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS2) {
167         x4->params.rc.b_stat_read = 1;
168     } else {
169         if (avctx->crf) {
170             x4->params.rc.i_rc_method   = X264_RC_CRF;
171             x4->params.rc.f_rf_constant = avctx->crf;
172             x4->params.rc.f_rf_constant_max = avctx->crf_max;
173         } else if (avctx->cqp > -1) {
174             x4->params.rc.i_rc_method   = X264_RC_CQP;
175             x4->params.rc.i_qp_constant = avctx->cqp;
176         }
177     }
178
179     // if neither crf nor cqp modes are selected we have to enable the RC
180     // we do it this way because we cannot check if the bitrate has been set
181     if (!(avctx->crf || (avctx->cqp > -1)))
182         x4->params.rc.i_rc_method = X264_RC_ABR;
183
184     x4->params.i_bframe          = avctx->max_b_frames;
185     x4->params.b_cabac           = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_AC;
186     x4->params.i_bframe_adaptive = avctx->b_frame_strategy;
187     x4->params.i_bframe_bias     = avctx->bframebias;
188     x4->params.i_bframe_pyramid  = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BPYRAMID ? X264_B_PYRAMID_NORMAL : X264_B_PYRAMID_NONE;
189     avctx->has_b_frames          = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BPYRAMID ? 2 : !!avctx->max_b_frames;
190
191     x4->params.i_keyint_min = avctx->keyint_min;
192     if (x4->params.i_keyint_min > x4->params.i_keyint_max)
193         x4->params.i_keyint_min = x4->params.i_keyint_max;
194
195     x4->params.i_scenecut_threshold        = avctx->scenechange_threshold;
196
197     x4->params.b_deblocking_filter         = avctx->flags & CODEC_FLAG_LOOP_FILTER;
198     x4->params.i_deblocking_filter_alphac0 = avctx->deblockalpha;
199     x4->params.i_deblocking_filter_beta    = avctx->deblockbeta;
200
201     x4->params.rc.i_qp_min                 = avctx->qmin;
202     x4->params.rc.i_qp_max                 = avctx->qmax;
203     x4->params.rc.i_qp_step                = avctx->max_qdiff;
204
205     x4->params.rc.f_qcompress       = avctx->qcompress; /* 0.0 => cbr, 1.0 => constant qp */
206     x4->params.rc.f_qblur           = avctx->qblur;     /* temporally blur quants */
207     x4->params.rc.f_complexity_blur = avctx->complexityblur;
208
209     x4->params.i_frame_reference    = avctx->refs;
210
211     x4->params.i_width              = avctx->width;
212     x4->params.i_height             = avctx->height;
213     x4->params.vui.i_sar_width      = avctx->sample_aspect_ratio.num;
214     x4->params.vui.i_sar_height     = avctx->sample_aspect_ratio.den;
215     x4->params.i_fps_num = x4->params.i_timebase_den = avctx->time_base.den;
216     x4->params.i_fps_den = x4->params.i_timebase_num = avctx->time_base.num;
217
218     x4->params.analyse.inter    = 0;
219     if (avctx->partitions) {
220         if (avctx->partitions & X264_PART_I4X4)
221             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_I4x4;
222         if (avctx->partitions & X264_PART_I8X8)
223             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_I8x8;
224         if (avctx->partitions & X264_PART_P8X8)
225             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB16x16;
226         if (avctx->partitions & X264_PART_P4X4)
227             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
228         if (avctx->partitions & X264_PART_B8X8)
229             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_BSUB16x16;
230     }
231
232     x4->params.analyse.i_direct_mv_pred  = avctx->directpred;
233
234     x4->params.analyse.b_weighted_bipred = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_WPRED;
235     x4->params.analyse.i_weighted_pred = avctx->weighted_p_pred;
236
237     if (avctx->me_method == ME_EPZS)
238         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
239     else if (avctx->me_method == ME_HEX)
240         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
241     else if (avctx->me_method == ME_UMH)
242         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
243     else if (avctx->me_method == ME_FULL)
244         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_ESA;
245     else if (avctx->me_method == ME_TESA)
246         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_TESA;
247     else x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
248
249     x4->params.rc.i_aq_mode               = avctx->aq_mode;
250     x4->params.rc.f_aq_strength           = avctx->aq_strength;
251     x4->params.rc.i_lookahead             = avctx->rc_lookahead;
252
253     x4->params.analyse.b_psy              = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_PSY;
254     x4->params.analyse.f_psy_rd           = avctx->psy_rd;
255     x4->params.analyse.f_psy_trellis      = avctx->psy_trellis;
256
257     x4->params.analyse.i_me_range         = avctx->me_range;
258     x4->params.analyse.i_subpel_refine    = avctx->me_subpel_quality;
259
260     x4->params.analyse.b_mixed_references = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_MIXED_REFS;
261     x4->params.analyse.b_chroma_me        = avctx->me_cmp & FF_CMP_CHROMA;
262     x4->params.analyse.b_transform_8x8    = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_8X8DCT;
263     x4->params.analyse.b_fast_pskip       = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_FASTPSKIP;
264
265     x4->params.analyse.i_trellis          = avctx->trellis;
266     x4->params.analyse.i_noise_reduction  = avctx->noise_reduction;
267
268     if (avctx->level > 0)
269         x4->params.i_level_idc = avctx->level;
270
271     x4->params.rc.f_rate_tolerance =
272         (float)avctx->bit_rate_tolerance/avctx->bit_rate;
273
274     if ((avctx->rc_buffer_size != 0) &&
275         (avctx->rc_initial_buffer_occupancy <= avctx->rc_buffer_size)) {
276         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init =
277             (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy / avctx->rc_buffer_size;
278     } else
279         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init = 0.9;
280
281     x4->params.rc.b_mb_tree               = !!(avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_MBTREE);
282     x4->params.rc.f_ip_factor             = 1 / fabs(avctx->i_quant_factor);
283     x4->params.rc.f_pb_factor             = avctx->b_quant_factor;
284     x4->params.analyse.i_chroma_qp_offset = avctx->chromaoffset;
285
286     x4->params.analyse.b_psnr = avctx->flags & CODEC_FLAG_PSNR;
287     x4->params.analyse.b_ssim = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_SSIM;
288     x4->params.i_log_level    = X264_LOG_DEBUG;
289
290     x4->params.b_aud          = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_AUD;
291
292     x4->params.i_threads      = avctx->thread_count;
293
294     x4->params.b_interlaced   = avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
295
296     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER)
297         x4->params.b_repeat_headers = 0;
298
299     x4->enc = x264_encoder_open(&x4->params);
300     if (!x4->enc)
301         return -1;
302
303     avctx->coded_frame = &x4->out_pic;
304
305     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
306         x264_nal_t *nal;
307         int nnal, s, i;
308
309         s = x264_encoder_headers(x4->enc, &nal, &nnal);
310
311         for (i = 0; i < nnal; i++)
312             if (nal[i].i_type == NAL_SEI)
313                 av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "%s\n", nal[i].p_payload+25);
314
315         avctx->extradata      = av_malloc(s);
316         avctx->extradata_size = encode_nals(avctx, avctx->extradata, s, nal, nnal, 1);
317     }
318
319     return 0;
320 }
321
322 AVCodec libx264_encoder = {
323     .name           = "libx264",
324     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
325     .id             = CODEC_ID_H264,
326     .priv_data_size = sizeof(X264Context),
327     .init           = X264_init,
328     .encode         = X264_frame,
329     .close          = X264_close,
330     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY,
331     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]) { PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_NONE },
332     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libx264 H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
333 };