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Merge "Implementing right flushing for simple_encoder."
[libvpx] / examples / simple_encoder.c
1 /*
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9  */
10
11 // Simple Encoder
12 // ==============
13 //
14 // This is an example of a simple encoder loop. It takes an input file in
15 // YV12 format, passes it through the encoder, and writes the compressed
16 // frames to disk in IVF format. Other decoder examples build upon this
17 // one.
18 //
19 // The details of the IVF format have been elided from this example for
20 // simplicity of presentation, as IVF files will not generally be used by
21 // your application. In general, an IVF file consists of a file header,
22 // followed by a variable number of frames. Each frame consists of a frame
23 // header followed by a variable length payload. The length of the payload
24 // is specified in the first four bytes of the frame header. The payload is
25 // the raw compressed data.
26 //
27 // Standard Includes
28 // -----------------
29 // For encoders, you only have to include `vpx_encoder.h` and then any
30 // header files for the specific codecs you use. In this case, we're using
31 // vp8. The `VPX_CODEC_DISABLE_COMPAT` macro can be defined to ensure
32 // strict compliance with the latest SDK by disabling some backwards
33 // compatibility features. Defining this macro is encouraged.
34 //
35 // Getting The Default Configuration
36 // ---------------------------------
37 // Encoders have the notion of "usage profiles." For example, an encoder
38 // may want to publish default configurations for both a video
39 // conferencing application and a best quality offline encoder. These
40 // obviously have very different default settings. Consult the
41 // documentation for your codec to see if it provides any default
42 // configurations. All codecs provide a default configuration, number 0,
43 // which is valid for material in the vacinity of QCIF/QVGA.
44 //
45 // Updating The Configuration
46 // ---------------------------------
47 // Almost all applications will want to update the default configuration
48 // with settings specific to their usage. Here we set the width and height
49 // of the video file to that specified on the command line. We also scale
50 // the default bitrate based on the ratio between the default resolution
51 // and the resolution specified on the command line.
52 //
53 // Initializing The Codec
54 // ----------------------
55 // The encoder is initialized by the following code.
56 //
57 // Encoding A Frame
58 // ----------------
59 // The frame is read as a continuous block (size width * height * 3 / 2)
60 // from the input file. If a frame was read (the input file has not hit
61 // EOF) then the frame is passed to the encoder. Otherwise, a NULL
62 // is passed, indicating the End-Of-Stream condition to the encoder. The
63 // `frame_cnt` is reused as the presentation time stamp (PTS) and each
64 // frame is shown for one frame-time in duration. The flags parameter is
65 // unused in this example. The deadline is set to VPX_DL_REALTIME to
66 // make the example run as quickly as possible.
67
68 // Forced Keyframes
69 // ----------------
70 // Keyframes can be forced by setting the VPX_EFLAG_FORCE_KF bit of the
71 // flags passed to `vpx_codec_control()`. In this example, we force a
72 // keyframe every <keyframe-interval> frames. Note, the output stream can
73 // contain additional keyframes beyond those that have been forced using the
74 // VPX_EFLAG_FORCE_KF flag because of automatic keyframe placement by the
75 // encoder.
76 //
77 // Processing The Encoded Data
78 // ---------------------------
79 // Each packet of type `VPX_CODEC_CX_FRAME_PKT` contains the encoded data
80 // for this frame. We write a IVF frame header, followed by the raw data.
81 //
82 // Cleanup
83 // -------
84 // The `vpx_codec_destroy` call frees any memory allocated by the codec.
85 //
86 // Error Handling
87 // --------------
88 // This example does not special case any error return codes. If there was
89 // an error, a descriptive message is printed and the program exits. With
90 // few exeptions, vpx_codec functions return an enumerated error status,
91 // with the value `0` indicating success.
92 //
93 // Error Resiliency Features
94 // -------------------------
95 // Error resiliency is controlled by the g_error_resilient member of the
96 // configuration structure. Use the `decode_with_drops` example to decode with
97 // frames 5-10 dropped. Compare the output for a file encoded with this example
98 // versus one encoded with the `simple_encoder` example.
99
100 #include <stdio.h>
101 #include <stdlib.h>
102 #include <string.h>
103
104 #define VPX_CODEC_DISABLE_COMPAT 1
105 #include "vpx/vpx_encoder.h"
106
107 #include "./tools_common.h"
108 #include "./video_writer.h"
109
110 static const char *exec_name;
111
112 void usage_exit() {
113   fprintf(stderr,
114           "Usage: %s <codec> <width> <height> <infile> <outfile> "
115               "<keyframe-interval> [<error-resilient>]\nSee comments in "
116               "simple_encoder.c for more information.\n",
117           exec_name);
118   exit(EXIT_FAILURE);
119 }
120
121 static int encode_frame(vpx_codec_ctx_t *codec,
122                         vpx_image_t *img,
123                         int frame_index,
124                         int flags,
125                         VpxVideoWriter *writer) {
126   int got_pkts = 0;
127   vpx_codec_iter_t iter = NULL;
128   const vpx_codec_cx_pkt_t *pkt = NULL;
129   const vpx_codec_err_t res = vpx_codec_encode(codec, img, frame_index, 1,
130                                                flags, VPX_DL_GOOD_QUALITY);
131   if (res != VPX_CODEC_OK)
132     die_codec(codec, "Failed to encode frame");
133
134   while ((pkt = vpx_codec_get_cx_data(codec, &iter)) != NULL) {
135     got_pkts = 1;
136
137     if (pkt->kind == VPX_CODEC_CX_FRAME_PKT) {
138       const int keyframe = (pkt->data.frame.flags & VPX_FRAME_IS_KEY) != 0;
139       if (!vpx_video_writer_write_frame(writer,
140                                         pkt->data.frame.buf,
141                                         pkt->data.frame.sz,
142                                         pkt->data.frame.pts)) {
143         die_codec(codec, "Failed to write compressed frame");
144       }
145       printf(keyframe ? "K" : ".");
146       fflush(stdout);
147     }
148   }
149
150   return got_pkts;
151 }
152
153 int main(int argc, char **argv) {
154   FILE *infile = NULL;
155   vpx_codec_ctx_t codec;
156   vpx_codec_enc_cfg_t cfg;
157   int frame_count = 0;
158   vpx_image_t raw;
159   vpx_codec_err_t res;
160   VpxVideoInfo info = {0};
161   VpxVideoWriter *writer = NULL;
162   const VpxInterface *encoder = NULL;
163   const int fps = 30;        // TODO(dkovalev) add command line argument
164   const int bitrate = 200;   // kbit/s TODO(dkovalev) add command line argument
165   int keyframe_interval = 0;
166
167   // TODO(dkovalev): Add some simple command line parsing code to make the
168   // command line more flexible.
169   const char *codec_arg = NULL;
170   const char *width_arg = NULL;
171   const char *height_arg = NULL;
172   const char *infile_arg = NULL;
173   const char *outfile_arg = NULL;
174   const char *keyframe_interval_arg = NULL;
175
176   exec_name = argv[0];
177
178   if (argc < 7)
179     die("Invalid number of arguments");
180
181   codec_arg = argv[1];
182   width_arg = argv[2];
183   height_arg = argv[3];
184   infile_arg = argv[4];
185   outfile_arg = argv[5];
186   keyframe_interval_arg = argv[6];
187
188   encoder = get_vpx_encoder_by_name(codec_arg);
189   if (!encoder)
190      die("Unsupported codec.");
191
192   info.codec_fourcc = encoder->fourcc;
193   info.frame_width = strtol(width_arg, NULL, 0);
194   info.frame_height = strtol(height_arg, NULL, 0);
195   info.time_base.numerator = 1;
196   info.time_base.denominator = fps;
197
198   if (info.frame_width <= 0 ||
199       info.frame_height <= 0 ||
200       (info.frame_width % 2) != 0 ||
201       (info.frame_height % 2) != 0) {
202     die("Invalid frame size: %dx%d", info.frame_width, info.frame_height);
203   }
204
205   if (!vpx_img_alloc(&raw, VPX_IMG_FMT_I420, info.frame_width,
206                                              info.frame_height, 1)) {
207     die("Failed to allocate image.");
208   }
209
210   keyframe_interval = strtol(keyframe_interval_arg, NULL, 0);
211   if (keyframe_interval < 0)
212     die("Invalid keyframe interval value.");
213
214   printf("Using %s\n", vpx_codec_iface_name(encoder->codec_interface()));
215
216   res = vpx_codec_enc_config_default(encoder->codec_interface(), &cfg, 0);
217   if (res)
218     die_codec(&codec, "Failed to get default codec config.");
219
220   cfg.g_w = info.frame_width;
221   cfg.g_h = info.frame_height;
222   cfg.g_timebase.num = info.time_base.numerator;
223   cfg.g_timebase.den = info.time_base.denominator;
224   cfg.rc_target_bitrate = bitrate;
225   cfg.g_error_resilient = argc > 7 ? strtol(argv[7], NULL, 0) : 0;
226
227   writer = vpx_video_writer_open(outfile_arg, kContainerIVF, &info);
228   if (!writer)
229     die("Failed to open %s for writing.", outfile_arg);
230
231   if (!(infile = fopen(infile_arg, "rb")))
232     die("Failed to open %s for reading.", infile_arg);
233
234   if (vpx_codec_enc_init(&codec, encoder->codec_interface(), &cfg, 0))
235     die_codec(&codec, "Failed to initialize encoder");
236
237   // Encode frames.
238   while (vpx_img_read(&raw, infile)) {
239     int flags = 0;
240     if (keyframe_interval > 0 && frame_count % keyframe_interval == 0)
241       flags |= VPX_EFLAG_FORCE_KF;
242     encode_frame(&codec, &raw, frame_count++, flags, writer);
243   }
244
245   // Flush encoder.
246   while (encode_frame(&codec, NULL, -1, 0, writer)) {};
247
248   printf("\n");
249   fclose(infile);
250   printf("Processed %d frames.\n", frame_count);
251
252   vpx_img_free(&raw);
253   if (vpx_codec_destroy(&codec))
254     die_codec(&codec, "Failed to destroy codec.");
255
256   vpx_video_writer_close(writer);
257
258   return EXIT_SUCCESS;
259 }