src/gdcmmpeg2/src/mpeg2enc/mpeg2enc.c

   1 /* mpeg2enc.c, main() and parameter file reading                            */
   2
   3 /* Copyright (C) 1996, MPEG Software Simulation Group. All Rights Reserved. */
   4
   5 /*
   6  * Disclaimer of Warranty
   7  *
   8  * These software programs are available to the user without any license fee or
   9  * royalty on an "as is" basis.  The MPEG Software Simulation Group disclaims
  10  * any and all warranties, whether express, implied, or statuary, including any
  11  * implied warranties or merchantability or of fitness for a particular
  12  * purpose.  In no event shall the copyright-holder be liable for any
  13  * incidental, punitive, or consequential damages of any kind whatsoever
  14  * arising from the use of these programs.
  15  *
  16  * This disclaimer of warranty extends to the user of these programs and user's
  17  * customers, employees, agents, transferees, successors, and assigns.
  18  *
  19  * The MPEG Software Simulation Group does not represent or warrant that the
  20  * programs furnished hereunder are free of infringement of any third-party
  21  * patents.
  22  *
  23  * Commercial implementations of MPEG-1 and MPEG-2 video, including shareware,
  24  * are subject to royalty fees to patent holders.  Many of these patents are
  25  * general enough such that they are unavoidable regardless of implementation
  26  * design.
  27  *
  28  */
  29
  30 #include <stdio.h>
  31 #include <stdlib.h>
  32
  33 #define GLOBAL /* used by global.h */
  34 #include "config.h"
  35 #include "global.h"
  36
  37 /* private prototypes */
  38 static void init _ANSI_ARGS_((void));
  39 static void readparmfile _ANSI_ARGS_((char *fname));
  40 static void readquantmat _ANSI_ARGS_((void));
  41
  42
  43 int main(argc,argv)
  44 int argc;
  45 char *argv[];
  46 {
  47   if (argc!=3)
  48   {
  49     printf("\n%s, %s\n",version,author);
  50     printf("Usage: mpeg2encode in.par out.m2v\n");
  51     exit(0);
  52   }
  53
  54   /* read parameter file */
  55   readparmfile(argv[1]);
  56
  57   /* read quantization matrices */
  58   readquantmat();
  59
  60   /* open output file */
  61   if (!(outfile=fopen(argv[2],"wb")))
  62   {
  63     sprintf(errortext,"Couldn't create output file %s",argv[2]);
  64     error(errortext);
  65   }
  66
  67   init();
  68   putseq();
  69
  70   fclose(outfile);
  71   fclose(statfile);
  72
  73   return 0;
  74 }
  75
  76 static void init()
  77 {
  78   int i, size;
  79   static int block_count_tab[3] = {6,8,12};
  80
  81   initbits();
  82   init_fdct();
  83   init_idct();
  84
  85   /* round picture dimensions to nearest multiple of 16 or 32 */
  86   mb_width = (horizontal_size+15)/16;
  87   mb_height = prog_seq ? (vertical_size+15)/16 : 2*((vertical_size+31)/32);
  88   mb_height2 = fieldpic ? mb_height>>1 : mb_height; /* for field pictures */
  89   width = 16*mb_width;
  90   height = 16*mb_height;
  91
  92   chrom_width = (chroma_format==CHROMA444) ? width : width>>1;
  93   chrom_height = (chroma_format!=CHROMA420) ? height : height>>1;
  94
  95   height2 = fieldpic ? height>>1 : height;
  96   width2 = fieldpic ? width<<1 : width;
  97   chrom_width2 = fieldpic ? chrom_width<<1 : chrom_width;
  98
  99   block_count = block_count_tab[chroma_format-1];
 100
 101   /* clip table */
 102   if (!(clp = (unsigned char *)malloc(1024)))
 103     error("malloc failed\n");
 104   clp+= 384;
 105   for (i=-384; i<640; i++)
 106     clp[i] = (i<0) ? 0 : ((i>255) ? 255 : i);
 107
 108   for (i=0; i<3; i++)
 109   {
 110     size = (i==0) ? width*height : chrom_width*chrom_height;
 111
 112     if (!(newrefframe[i] = (unsigned char *)malloc(size)))
 113       error("malloc failed\n");
 114     if (!(oldrefframe[i] = (unsigned char *)malloc(size)))
 115       error("malloc failed\n");
 116     if (!(auxframe[i] = (unsigned char *)malloc(size)))
 117       error("malloc failed\n");
 118     if (!(neworgframe[i] = (unsigned char *)malloc(size)))
 119       error("malloc failed\n");
 120     if (!(oldorgframe[i] = (unsigned char *)malloc(size)))
 121       error("malloc failed\n");
 122     if (!(auxorgframe[i] = (unsigned char *)malloc(size)))
 123       error("malloc failed\n");
 124     if (!(predframe[i] = (unsigned char *)malloc(size)))
 125       error("malloc failed\n");
 126   }
 127
 128   mbinfo = (struct mbinfo *)malloc(mb_width*mb_height2*sizeof(struct mbinfo));
 129
 130   if (!mbinfo)
 131     error("malloc failed\n");
 132
 133   blocks =
 134     (short (*)[64])malloc(mb_width*mb_height2*block_count*sizeof(short [64]));
 135
 136   if (!blocks)
 137     error("malloc failed\n");
 138
 139   /* open statistics output file */
 140   if (statname[0]=='-')
 141     statfile = stdout;
 142   else if (!(statfile = fopen(statname,"w")))
 143   {
 144     sprintf(errortext,"Couldn't create statistics output file %s",statname);
 145     error(errortext);
 146   }
 147 }
 148
 149 void error(text)
 150 char *text;
 151 {
 152   fprintf(stderr,text);
 153   putc('\n',stderr);
 154   exit(1);
 155 }
 156
 157 static void readparmfile(fname)
 158 char *fname;
 159 {
 160   int i;
 161   int h,m,s,f;
 162   FILE *fd;
 163   char line[256];
 164   static double ratetab[8]=
 165     {24000.0/1001.0,24.0,25.0,30000.0/1001.0,30.0,50.0,60000.0/1001.0,60.0};
 166   extern int r,Xi,Xb,Xp,d0i,d0p,d0b; /* rate control */
 167   extern double avg_act; /* rate control */
 168
 169   if (!(fd = fopen(fname,"r")))
 170   {
 171     sprintf(errortext,"Couldn't open parameter file %s",fname);
 172     error(errortext);
 173   }
 174
 175   fgets(id_string,254,fd);
 176   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%s",tplorg);
 177   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%s",tplref);
 178   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%s",iqname);
 179   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%s",niqname);
 180   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%s",statname);
 181   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&inputtype);
 182   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&nframes);
 183   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&frame0);
 184   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d:%d:%d:%d",&h,&m,&s,&f);
 185   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&N);
 186   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&M);
 187   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&mpeg1);
 188   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&fieldpic);
 189   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&horizontal_size);
 190   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&vertical_size);
 191   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&aspectratio);
 192   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&frame_rate_code);
 193   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%lf",&bit_rate);
 194   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&vbv_buffer_size);
 195   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&low_delay);
 196   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&constrparms);
 197   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&profile);
 198   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&level);
 199   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&prog_seq);
 200   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&chroma_format);
 201   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&video_format);
 202   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&color_primaries);
 203   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&transfer_characteristics);
 204   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&matrix_coefficients);
 205   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&display_horizontal_size);
 206   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&display_vertical_size);
 207   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&dc_prec);
 208   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&topfirst);
 209   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d %d %d",
 210     frame_pred_dct_tab,frame_pred_dct_tab+1,frame_pred_dct_tab+2);
 211
 212   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d %d %d",
 213     conceal_tab,conceal_tab+1,conceal_tab+2);
 214
 215   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d %d %d",
 216     qscale_tab,qscale_tab+1,qscale_tab+2);
 217
 218   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d %d %d",
 219     intravlc_tab,intravlc_tab+1,intravlc_tab+2);
 220   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d %d %d",
 221     altscan_tab,altscan_tab+1,altscan_tab+2);
 222   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&repeatfirst);
 223   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&prog_frame);
 224 /* intra slice interval refresh period */
 225   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&P);
 226   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&r);
 227   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%lf",&avg_act);
 228   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&Xi);
 229   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&Xp);
 230   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&Xb);
 231   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&d0i);
 232   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&d0p);
 233   fgets(line,254,fd); sscanf(line,"%d",&d0b);
 234
 235   if (N<1)
 236     error("N must be positive");
 237   if (M<1)
 238     error("M must be positive");
 239   if (N%M != 0)
 240     error("N must be an integer multiple of M");
 241
 242   motion_data = (struct motion_data *)malloc(M*sizeof(struct motion_data));
 243   if (!motion_data)
 244     error("malloc failed\n");
 245
 246   for (i=0; i<M; i++)
 247   {
 248     fgets(line,254,fd);
 249     sscanf(line,"%d %d %d %d",
 250       &motion_data[i].forw_hor_f_code, &motion_data[i].forw_vert_f_code,
 251       &motion_data[i].sxf, &motion_data[i].syf);
 252
 253     if (i!=0)
 254     {
 255       fgets(line,254,fd);
 256       sscanf(line,"%d %d %d %d",
 257         &motion_data[i].back_hor_f_code, &motion_data[i].back_vert_f_code,
 258         &motion_data[i].sxb, &motion_data[i].syb);
 259     }
 260   }
 261
 262   fclose(fd);
 263
 264   /* make flags boolean (x!=0 -> x=1) */
 265   mpeg1 = !!mpeg1;
 266   fieldpic = !!fieldpic;
 267   low_delay = !!low_delay;
 268   constrparms = !!constrparms;
 269   prog_seq = !!prog_seq;
 270   topfirst = !!topfirst;
 271
 272   for (i=0; i<3; i++)
 273   {
 274     frame_pred_dct_tab[i] = !!frame_pred_dct_tab[i];
 275     conceal_tab[i] = !!conceal_tab[i];
 276     qscale_tab[i] = !!qscale_tab[i];
 277     intravlc_tab[i] = !!intravlc_tab[i];
 278     altscan_tab[i] = !!altscan_tab[i];
 279   }
 280   repeatfirst = !!repeatfirst;
 281   prog_frame = !!prog_frame;
 282
 283   /* make sure MPEG specific parameters are valid */
 284   range_checks();
 285
 286   frame_rate = ratetab[frame_rate_code-1];
 287
 288   /* timecode -> frame number */
 289   tc0 = h;
 290   tc0 = 60*tc0 + m;
 291   tc0 = 60*tc0 + s;
 292   tc0 = (int)(frame_rate+0.5)*tc0 + f;
 293
 294   if (!mpeg1)
 295   {
 296     profile_and_level_checks();
 297   }
 298   else
 299   {
 300     /* MPEG-1 */
 301     if (constrparms)
 302     {
 303       if (horizontal_size>768
 304           || vertical_size>576
 305           || ((horizontal_size+15)/16)*((vertical_size+15)/16)>396
 306           || ((horizontal_size+15)/16)*((vertical_size+15)/16)*frame_rate>396*25.0
 307           || frame_rate>30.0)
 308       {
 309         if (!quiet)
 310           fprintf(stderr,"Warning: setting constrained_parameters_flag = 0\n");
 311         constrparms = 0;
 312       }
 313     }
 314
 315     if (constrparms)
 316     {
 317       for (i=0; i<M; i++)
 318       {
 319         if (motion_data[i].forw_hor_f_code>4)
 320         {
 321           if (!quiet)
 322             fprintf(stderr,"Warning: setting constrained_parameters_flag = 0\n");
 323           constrparms = 0;
 324           break;
 325         }
 326
 327         if (motion_data[i].forw_vert_f_code>4)
 328         {
 329           if (!quiet)
 330             fprintf(stderr,"Warning: setting constrained_parameters_flag = 0\n");
 331           constrparms = 0;
 332           break;
 333         }
 334
 335         if (i!=0)
 336         {
 337           if (motion_data[i].back_hor_f_code>4)
 338           {
 339             if (!quiet)
 340               fprintf(stderr,"Warning: setting constrained_parameters_flag = 0\n");
 341             constrparms = 0;
 342             break;
 343           }
 344
 345           if (motion_data[i].back_vert_f_code>4)
 346           {
 347             if (!quiet)
 348               fprintf(stderr,"Warning: setting constrained_parameters_flag = 0\n");
 349             constrparms = 0;
 350             break;
 351           }
 352         }
 353       }
 354     }
 355   }
 356
 357   /* relational checks */
 358
 359   if (mpeg1)
 360   {
 361     if (!prog_seq)
 362     {
 363       if (!quiet)
 364         fprintf(stderr,"Warning: setting progressive_sequence = 1\n");
 365       prog_seq = 1;
 366     }
 367
 368     if (chroma_format!=CHROMA420)
 369     {
 370       if (!quiet)
 371         fprintf(stderr,"Warning: setting chroma_format = 1 (4:2:0)\n");
 372       chroma_format = CHROMA420;
 373     }
 374
 375     if (dc_prec!=0)
 376     {
 377       if (!quiet)
 378         fprintf(stderr,"Warning: setting intra_dc_precision = 0\n");
 379       dc_prec = 0;
 380     }
 381
 382     for (i=0; i<3; i++)
 383       if (qscale_tab[i])
 384       {
 385         if (!quiet)
 386           fprintf(stderr,"Warning: setting qscale_tab[%d] = 0\n",i);
 387         qscale_tab[i] = 0;
 388       }
 389
 390     for (i=0; i<3; i++)
 391       if (intravlc_tab[i])
 392       {
 393         if (!quiet)
 394           fprintf(stderr,"Warning: setting intravlc_tab[%d] = 0\n",i);
 395         intravlc_tab[i] = 0;
 396       }
 397
 398     for (i=0; i<3; i++)
 399       if (altscan_tab[i])
 400       {
 401         if (!quiet)
 402           fprintf(stderr,"Warning: setting altscan_tab[%d] = 0\n",i);
 403         altscan_tab[i] = 0;
 404       }
 405   }
 406
 407   if (!mpeg1 && constrparms)
 408   {
 409     if (!quiet)
 410       fprintf(stderr,"Warning: setting constrained_parameters_flag = 0\n");
 411     constrparms = 0;
 412   }
 413
 414   if (prog_seq && !prog_frame)
 415   {
 416     if (!quiet)
 417       fprintf(stderr,"Warning: setting progressive_frame = 1\n");
 418     prog_frame = 1;
 419   }
 420
 421   if (prog_frame && fieldpic)
 422   {
 423     if (!quiet)
 424       fprintf(stderr,"Warning: setting field_pictures = 0\n");
 425     fieldpic = 0;
 426   }
 427
 428   if (!prog_frame && repeatfirst)
 429   {
 430     if (!quiet)
 431       fprintf(stderr,"Warning: setting repeat_first_field = 0\n");
 432     repeatfirst = 0;
 433   }
 434
 435   if (prog_frame)
 436   {
 437     for (i=0; i<3; i++)
 438       if (!frame_pred_dct_tab[i])
 439       {
 440         if (!quiet)
 441           fprintf(stderr,"Warning: setting frame_pred_frame_dct[%d] = 1\n",i);
 442         frame_pred_dct_tab[i] = 1;
 443       }
 444   }
 445
 446   if (prog_seq && !repeatfirst && topfirst)
 447   {
 448     if (!quiet)
 449       fprintf(stderr,"Warning: setting top_field_first = 0\n");
 450     topfirst = 0;
 451   }
 452
 453   /* search windows */
 454   for (i=0; i<M; i++)
 455   {
 456     if (motion_data[i].sxf > (4<<motion_data[i].forw_hor_f_code)-1)
 457     {
 458       if (!quiet)
 459         fprintf(stderr,
 460           "Warning: reducing forward horizontal search width to %d\n",
 461           (4<<motion_data[i].forw_hor_f_code)-1);
 462       motion_data[i].sxf = (4<<motion_data[i].forw_hor_f_code)-1;
 463     }
 464
 465     if (motion_data[i].syf > (4<<motion_data[i].forw_vert_f_code)-1)
 466     {
 467       if (!quiet)
 468         fprintf(stderr,
 469           "Warning: reducing forward vertical search width to %d\n",
 470           (4<<motion_data[i].forw_vert_f_code)-1);
 471       motion_data[i].syf = (4<<motion_data[i].forw_vert_f_code)-1;
 472     }
 473
 474     if (i!=0)
 475     {
 476       if (motion_data[i].sxb > (4<<motion_data[i].back_hor_f_code)-1)
 477       {
 478         if (!quiet)
 479           fprintf(stderr,
 480             "Warning: reducing backward horizontal search width to %d\n",
 481             (4<<motion_data[i].back_hor_f_code)-1);
 482         motion_data[i].sxb = (4<<motion_data[i].back_hor_f_code)-1;
 483       }
 484
 485       if (motion_data[i].syb > (4<<motion_data[i].back_vert_f_code)-1)
 486       {
 487         if (!quiet)
 488           fprintf(stderr,
 489             "Warning: reducing backward vertical search width to %d\n",
 490             (4<<motion_data[i].back_vert_f_code)-1);
 491         motion_data[i].syb = (4<<motion_data[i].back_vert_f_code)-1;
 492       }
 493     }
 494   }
 495
 496 }
 497
 498 static void readquantmat()
 499 {
 500   int i,v;
 501   FILE *fd;
 502
 503   if (iqname[0]=='-')
 504   {
 505     /* use default intra matrix */
 506     load_iquant = 0;
 507     for (i=0; i<64; i++)
 508       intra_q[i] = default_intra_quantizer_matrix[i];
 509   }
 510   else
 511   {
 512     /* read customized intra matrix */
 513     load_iquant = 1;
 514     if (!(fd = fopen(iqname,"r")))
 515     {
 516       sprintf(errortext,"Couldn't open quant matrix file %s",iqname);
 517       error(errortext);
 518     }
 519
 520     for (i=0; i<64; i++)
 521     {
 522       fscanf(fd,"%d",&v);
 523       if (v<1 || v>255)
 524         error("invalid value in quant matrix");
 525       intra_q[i] = v;
 526     }
 527
 528     fclose(fd);
 529   }
 530
 531   if (niqname[0]=='-')
 532   {
 533     /* use default non-intra matrix */
 534     load_niquant = 0;
 535     for (i=0; i<64; i++)
 536       inter_q[i] = 16;
 537   }
 538   else
 539   {
 540     /* read customized non-intra matrix */
 541     load_niquant = 1;
 542     if (!(fd = fopen(niqname,"r")))
 543     {
 544       sprintf(errortext,"Couldn't open quant matrix file %s",niqname);
 545       error(errortext);
 546     }
 547
 548     for (i=0; i<64; i++)
 549     {
 550       fscanf(fd,"%d",&v);
 551       if (v<1 || v>255)
 552         error("invalid value in quant matrix");
 553       inter_q[i] = v;
 554     }
 555
 556     fclose(fd);
 557   }
 558 }