Upstream version 9.38.198.0
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / third_party / webrtc / modules / video_coding / main / interface / video_coding.h
1 /*
2  *  Copyright (c) 2012 The WebRTC project authors. All Rights Reserved.
3  *
4  *  Use of this source code is governed by a BSD-style license
5  *  that can be found in the LICENSE file in the root of the source
6  *  tree. An additional intellectual property rights grant can be found
7  *  in the file PATENTS.  All contributing project authors may
8  *  be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
9  */
10
11 #ifndef WEBRTC_MODULES_INTERFACE_VIDEO_CODING_H_
12 #define WEBRTC_MODULES_INTERFACE_VIDEO_CODING_H_
13
14 #include "webrtc/common_video/interface/i420_video_frame.h"
15 #include "webrtc/modules/interface/module.h"
16 #include "webrtc/modules/interface/module_common_types.h"
17 #include "webrtc/modules/video_coding/main/interface/video_coding_defines.h"
18 #include "webrtc/system_wrappers/interface/event_wrapper.h"
19
20 namespace webrtc
21 {
22
23 class Clock;
24 class EncodedImageCallback;
25 class VideoEncoder;
26 class VideoDecoder;
27 struct CodecSpecificInfo;
28
29 class EventFactory {
30  public:
31   virtual ~EventFactory() {}
32
33   virtual EventWrapper* CreateEvent() = 0;
34 };
35
36 class EventFactoryImpl : public EventFactory {
37  public:
38   virtual ~EventFactoryImpl() {}
39
40   virtual EventWrapper* CreateEvent() {
41     return EventWrapper::Create();
42   }
43 };
44
45 // Used to indicate which decode with errors mode should be used.
46 enum VCMDecodeErrorMode {
47   kNoErrors,                // Never decode with errors. Video will freeze
48                             // if nack is disabled.
49   kSelectiveErrors,         // Frames that are determined decodable in
50                             // VCMSessionInfo may be decoded with missing
51                             // packets. As not all incomplete frames will be
52                             // decodable, video will freeze if nack is disabled.
53   kWithErrors               // Release frames as needed. Errors may be
54                             // introduced as some encoded frames may not be
55                             // complete.
56 };
57
58 class VideoCodingModule : public Module
59 {
60 public:
61     enum SenderNackMode {
62         kNackNone,
63         kNackAll,
64         kNackSelective
65     };
66
67     enum ReceiverRobustness {
68         kNone,
69         kHardNack,
70         kSoftNack,
71         kDualDecoder,
72         kReferenceSelection
73     };
74
75     static VideoCodingModule* Create();
76
77     static VideoCodingModule* Create(Clock* clock, EventFactory* event_factory);
78
79     static void Destroy(VideoCodingModule* module);
80
81     // Get number of supported codecs
82     //
83     // Return value     : Number of supported codecs
84     static uint8_t NumberOfCodecs();
85
86     // Get supported codec settings with using id
87     //
88     // Input:
89     //      - listId         : Id or index of the codec to look up
90     //      - codec          : Memory where the codec settings will be stored
91     //
92     // Return value     : VCM_OK,              on success
93     //                    VCM_PARAMETER_ERROR  if codec not supported or id too high
94     static int32_t Codec(const uint8_t listId, VideoCodec* codec);
95
96     // Get supported codec settings using codec type
97     //
98     // Input:
99     //      - codecType      : The codec type to get settings for
100     //      - codec          : Memory where the codec settings will be stored
101     //
102     // Return value     : VCM_OK,              on success
103     //                    VCM_PARAMETER_ERROR  if codec not supported
104     static int32_t Codec(VideoCodecType codecType, VideoCodec* codec);
105
106     /*
107     *   Sender
108     */
109
110     // Any encoder-related state of VCM will be initialized to the
111     // same state as when the VCM was created. This will not interrupt
112     // or effect decoding functionality of VCM. VCM will lose all the
113     // encoding-related settings by calling this function.
114     // For instance, a send codec has to be registered again.
115     //
116     // Return value      : VCM_OK, on success.
117     //                     < 0,         on error.
118     virtual int32_t InitializeSender() = 0;
119
120     // Registers a codec to be used for encoding. Calling this
121     // API multiple times overwrites any previously registered codecs.
122     //
123     // Input:
124     //      - sendCodec      : Settings for the codec to be registered.
125     //      - numberOfCores  : The number of cores the codec is allowed
126     //                         to use.
127     //      - maxPayloadSize : The maximum size each payload is allowed
128     //                                to have. Usually MTU - overhead.
129     //
130     // Return value      : VCM_OK, on success.
131     //                     < 0,         on error.
132     virtual int32_t RegisterSendCodec(const VideoCodec* sendCodec,
133                                             uint32_t numberOfCores,
134                                             uint32_t maxPayloadSize) = 0;
135
136     // API to get the current send codec in use.
137     //
138     // Input:
139     //      - currentSendCodec : Address where the sendCodec will be written.
140     //
141     // Return value      : VCM_OK, on success.
142     //                     < 0,         on error.
143     virtual int32_t SendCodec(VideoCodec* currentSendCodec) const = 0;
144
145     // API to get the current send codec type
146     //
147     // Return value      : Codec type, on success.
148     //                     kVideoCodecUnknown, on error or if no send codec is set
149     virtual VideoCodecType SendCodec() const = 0;
150
151     // Register an external encoder object. This can not be used together with
152     // external decoder callbacks.
153     //
154     // Input:
155     //      - externalEncoder : Encoder object to be used for encoding frames inserted
156     //                          with the AddVideoFrame API.
157     //      - payloadType     : The payload type bound which this encoder is bound to.
158     //
159     // Return value      : VCM_OK, on success.
160     //                     < 0,         on error.
161     virtual int32_t RegisterExternalEncoder(VideoEncoder* externalEncoder,
162                                                   uint8_t payloadType,
163                                                   bool internalSource = false) = 0;
164
165     // API to get codec config parameters to be sent out-of-band to a receiver.
166     //
167     // Input:
168     //      - buffer          : Memory where the codec config parameters should be written.
169     //      - size            : Size of the memory available.
170     //
171     // Return value      : Number of bytes written, on success.
172     //                     < 0,                     on error.
173     virtual int32_t CodecConfigParameters(uint8_t* buffer, int32_t size) = 0;
174
175     // API to get currently configured encoder target bitrate in bits/s.
176     //
177     // Return value      : 0,   on success.
178     //                     < 0, on error.
179     virtual int Bitrate(unsigned int* bitrate) const = 0;
180
181     // API to get currently configured encoder target frame rate.
182     //
183     // Return value      : 0,   on success.
184     //                     < 0, on error.
185     virtual int FrameRate(unsigned int* framerate) const = 0;
186
187     // Sets the parameters describing the send channel. These parameters are inputs to the
188     // Media Optimization inside the VCM and also specifies the target bit rate for the
189     // encoder. Bit rate used by NACK should already be compensated for by the user.
190     //
191     // Input:
192     //      - target_bitrate        : The target bitrate for VCM in bits/s.
193     //      - lossRate              : Fractions of lost packets the past second.
194     //                                (loss rate in percent = 100 * packetLoss / 255)
195     //      - rtt                   : Current round-trip time in ms.
196     //
197     // Return value      : VCM_OK, on success.
198     //                     < 0,         on error.
199     virtual int32_t SetChannelParameters(uint32_t target_bitrate,
200                                                uint8_t lossRate,
201                                                uint32_t rtt) = 0;
202
203     // Sets the parameters describing the receive channel. These parameters are inputs to the
204     // Media Optimization inside the VCM.
205     //
206     // Input:
207     //      - rtt                   : Current round-trip time in ms.
208     //                                with the most amount available bandwidth in a conference
209     //                                scenario
210     //
211     // Return value      : VCM_OK, on success.
212     //                     < 0,         on error.
213     virtual int32_t SetReceiveChannelParameters(uint32_t rtt) = 0;
214
215     // Register a transport callback which will be called to deliver the encoded data and
216     // side information.
217     //
218     // Input:
219     //      - transport  : The callback object to register.
220     //
221     // Return value      : VCM_OK, on success.
222     //                     < 0,         on error.
223     virtual int32_t RegisterTransportCallback(VCMPacketizationCallback* transport) = 0;
224
225     // Register video output information callback which will be called to deliver information
226     // about the video stream produced by the encoder, for instance the average frame rate and
227     // bit rate.
228     //
229     // Input:
230     //      - outputInformation  : The callback object to register.
231     //
232     // Return value      : VCM_OK, on success.
233     //                     < 0,         on error.
234     virtual int32_t RegisterSendStatisticsCallback(
235                                      VCMSendStatisticsCallback* sendStats) = 0;
236
237     // Register a video quality settings callback which will be called when
238     // frame rate/dimensions need to be updated for video quality optimization
239     //
240     // Input:
241     //      - videoQMSettings  : The callback object to register.
242     //
243     // Return value      : VCM_OK, on success.
244     //                     < 0,         on error
245     virtual int32_t RegisterVideoQMCallback(VCMQMSettingsCallback* videoQMSettings) = 0;
246
247     // Register a video protection callback which will be called to deliver
248     // the requested FEC rate and NACK status (on/off).
249     //
250     // Input:
251     //      - protection  : The callback object to register.
252     //
253     // Return value      : VCM_OK, on success.
254     //                     < 0,         on error.
255     virtual int32_t RegisterProtectionCallback(VCMProtectionCallback* protection) = 0;
256
257     // Enable or disable a video protection method.
258     //
259     // Input:
260     //      - videoProtection  : The method to enable or disable.
261     //      - enable           : True if the method should be enabled, false if
262     //                           it should be disabled.
263     //
264     // Return value      : VCM_OK, on success.
265     //                     < 0,         on error.
266     virtual int32_t SetVideoProtection(VCMVideoProtection videoProtection,
267                                        bool enable) = 0;
268
269     // Add one raw video frame to the encoder. This function does all the necessary
270     // processing, then decides what frame type to encode, or if the frame should be
271     // dropped. If the frame should be encoded it passes the frame to the encoder
272     // before it returns.
273     //
274     // Input:
275     //      - videoFrame        : Video frame to encode.
276     //      - codecSpecificInfo : Extra codec information, e.g., pre-parsed in-band signaling.
277     //
278     // Return value      : VCM_OK, on success.
279     //                     < 0,         on error.
280     virtual int32_t AddVideoFrame(
281         const I420VideoFrame& videoFrame,
282         const VideoContentMetrics* contentMetrics = NULL,
283         const CodecSpecificInfo* codecSpecificInfo = NULL) = 0;
284
285     // Next frame encoded should be an intra frame (keyframe).
286     //
287     // Return value      : VCM_OK, on success.
288     //                     < 0,         on error.
289     virtual int32_t IntraFrameRequest(int stream_index) = 0;
290
291     // Frame Dropper enable. Can be used to disable the frame dropping when the encoder
292     // over-uses its bit rate. This API is designed to be used when the encoded frames
293     // are supposed to be stored to an AVI file, or when the I420 codec is used and the
294     // target bit rate shouldn't affect the frame rate.
295     //
296     // Input:
297     //      - enable            : True to enable the setting, false to disable it.
298     //
299     // Return value      : VCM_OK, on success.
300     //                     < 0,         on error.
301     virtual int32_t EnableFrameDropper(bool enable) = 0;
302
303     // Sent frame counters
304     virtual int32_t SentFrameCount(VCMFrameCount& frameCount) const = 0;
305
306     /*
307     *   Receiver
308     */
309
310     // The receiver state of the VCM will be initialized to the
311     // same state as when the VCM was created. This will not interrupt
312     // or effect the send side functionality of VCM. VCM will lose all the
313     // decoding-related settings by calling this function. All frames
314     // inside the jitter buffer are flushed and the delay is reset.
315     // For instance, a receive codec has to be registered again.
316     //
317     // Return value      : VCM_OK, on success.
318     //                     < 0,         on error.
319     virtual int32_t InitializeReceiver() = 0;
320
321     // Register possible receive codecs, can be called multiple times for different codecs.
322     // The module will automatically switch between registered codecs depending on the
323     // payload type of incoming frames. The actual decoder will be created when needed.
324     //
325     // Input:
326     //      - receiveCodec      : Settings for the codec to be registered.
327     //      - numberOfCores     : Number of CPU cores that the decoder is allowed to use.
328     //      - requireKeyFrame   : Set this to true if you don't want any delta frames
329     //                            to be decoded until the first key frame has been decoded.
330     //
331     // Return value      : VCM_OK, on success.
332     //                     < 0,         on error.
333     virtual int32_t RegisterReceiveCodec(const VideoCodec* receiveCodec,
334                                          int32_t numberOfCores,
335                                          bool requireKeyFrame = false) = 0;
336
337     // Register an externally defined decoder/renderer object. Can be a decoder only or a
338     // decoder coupled with a renderer. Note that RegisterReceiveCodec must be called to
339     // be used for decoding incoming streams.
340     //
341     // Input:
342     //      - externalDecoder        : The external decoder/renderer object.
343     //      - payloadType            : The payload type which this decoder should be
344     //                                 registered to.
345     //      - internalRenderTiming   : True if the internal renderer (if any) of the decoder
346     //                                 object can make sure to render at a given time in ms.
347     //
348     // Return value      : VCM_OK, on success.
349     //                     < 0,         on error.
350     virtual int32_t RegisterExternalDecoder(VideoDecoder* externalDecoder,
351                                                   uint8_t payloadType,
352                                                   bool internalRenderTiming) = 0;
353
354     // Register a receive callback. Will be called whenever there is a new frame ready
355     // for rendering.
356     //
357     // Input:
358     //      - receiveCallback        : The callback object to be used by the module when a
359     //                                 frame is ready for rendering.
360     //                                 De-register with a NULL pointer.
361     //
362     // Return value      : VCM_OK, on success.
363     //                     < 0,         on error.
364     virtual int32_t RegisterReceiveCallback(VCMReceiveCallback* receiveCallback) = 0;
365
366     // Register a receive statistics callback which will be called to deliver information
367     // about the video stream received by the receiving side of the VCM, for instance the
368     // average frame rate and bit rate.
369     //
370     // Input:
371     //      - receiveStats  : The callback object to register.
372     //
373     // Return value      : VCM_OK, on success.
374     //                     < 0,         on error.
375     virtual int32_t RegisterReceiveStatisticsCallback(
376                                VCMReceiveStatisticsCallback* receiveStats) = 0;
377
378     // Register a decoder timing callback which will be called to deliver
379     // information about the timing of the decoder in the receiving side of the
380     // VCM, for instance the current and maximum frame decode latency.
381     //
382     // Input:
383     //      - decoderTiming  : The callback object to register.
384     //
385     // Return value      : VCM_OK, on success.
386     //                     < 0,         on error.
387     virtual int32_t RegisterDecoderTimingCallback(
388         VCMDecoderTimingCallback* decoderTiming) = 0;
389
390     // Register a frame type request callback. This callback will be called when the
391     // module needs to request specific frame types from the send side.
392     //
393     // Input:
394     //      - frameTypeCallback      : The callback object to be used by the module when
395     //                                 requesting a specific type of frame from the send side.
396     //                                 De-register with a NULL pointer.
397     //
398     // Return value      : VCM_OK, on success.
399     //                     < 0,         on error.
400     virtual int32_t RegisterFrameTypeCallback(
401                                   VCMFrameTypeCallback* frameTypeCallback) = 0;
402
403     // Registers a callback which is called whenever the receive side of the VCM
404     // encounters holes in the packet sequence and needs packets to be retransmitted.
405     //
406     // Input:
407     //              - callback      : The callback to be registered in the VCM.
408     //
409     // Return value     : VCM_OK,     on success.
410     //                    <0,              on error.
411     virtual int32_t RegisterPacketRequestCallback(
412                                         VCMPacketRequestCallback* callback) = 0;
413
414     // Waits for the next frame in the jitter buffer to become complete
415     // (waits no longer than maxWaitTimeMs), then passes it to the decoder for decoding.
416     // Should be called as often as possible to get the most out of the decoder.
417     //
418     // Return value      : VCM_OK, on success.
419     //                     < 0,         on error.
420     virtual int32_t Decode(uint16_t maxWaitTimeMs = 200) = 0;
421
422     // Registers a callback which conveys the size of the render buffer.
423     virtual int RegisterRenderBufferSizeCallback(
424         VCMRenderBufferSizeCallback* callback) = 0;
425
426     // Waits for the next frame in the dual jitter buffer to become complete
427     // (waits no longer than maxWaitTimeMs), then passes it to the dual decoder
428     // for decoding. This will never trigger a render callback. Should be
429     // called frequently, and as long as it returns 1 it should be called again
430     // as soon as possible.
431     //
432     // Return value      : 1,           if a frame was decoded
433     //                     0,           if no frame was decoded
434     //                     < 0,         on error.
435     virtual int32_t DecodeDualFrame(uint16_t maxWaitTimeMs = 200) = 0;
436
437     // Reset the decoder state to the initial state.
438     //
439     // Return value      : VCM_OK, on success.
440     //                     < 0,         on error.
441     virtual int32_t ResetDecoder() = 0;
442
443     // API to get the codec which is currently used for decoding by the module.
444     //
445     // Input:
446     //      - currentReceiveCodec      : Settings for the codec to be registered.
447     //
448     // Return value      : VCM_OK, on success.
449     //                     < 0,         on error.
450     virtual int32_t ReceiveCodec(VideoCodec* currentReceiveCodec) const = 0;
451
452     // API to get the codec type currently used for decoding by the module.
453     //
454     // Return value      : codecy type,            on success.
455     //                     kVideoCodecUnknown, on error or if no receive codec is registered
456     virtual VideoCodecType ReceiveCodec() const = 0;
457
458     // Insert a parsed packet into the receiver side of the module. Will be placed in the
459     // jitter buffer waiting for the frame to become complete. Returns as soon as the packet
460     // has been placed in the jitter buffer.
461     //
462     // Input:
463     //      - incomingPayload      : Payload of the packet.
464     //      - payloadLength        : Length of the payload.
465     //      - rtpInfo              : The parsed header.
466     //
467     // Return value      : VCM_OK, on success.
468     //                     < 0,         on error.
469     virtual int32_t IncomingPacket(const uint8_t* incomingPayload,
470                                        uint32_t payloadLength,
471                                        const WebRtcRTPHeader& rtpInfo) = 0;
472
473     // Minimum playout delay (Used for lip-sync). This is the minimum delay required
474     // to sync with audio. Not included in  VideoCodingModule::Delay()
475     // Defaults to 0 ms.
476     //
477     // Input:
478     //      - minPlayoutDelayMs   : Additional delay in ms.
479     //
480     // Return value      : VCM_OK, on success.
481     //                     < 0,         on error.
482     virtual int32_t SetMinimumPlayoutDelay(uint32_t minPlayoutDelayMs) = 0;
483
484     // Set the time required by the renderer to render a frame.
485     //
486     // Input:
487     //      - timeMS        : The time in ms required by the renderer to render a frame.
488     //
489     // Return value      : VCM_OK, on success.
490     //                     < 0,         on error.
491     virtual int32_t SetRenderDelay(uint32_t timeMS) = 0;
492
493     // The total delay desired by the VCM. Can be less than the minimum
494     // delay set with SetMinimumPlayoutDelay.
495     //
496     // Return value      : Total delay in ms, on success.
497     //                     < 0,               on error.
498     virtual int32_t Delay() const = 0;
499
500     // Get the received frame counters. Keeps track of the number of each frame type
501     // received since the start of the call.
502     //
503     // Output:
504     //      - frameCount      : Struct to be filled with the number of frames received.
505     //
506     // Return value           : VCM_OK,        on success.
507     //                          <0,                 on error.
508     virtual int32_t ReceivedFrameCount(VCMFrameCount& frameCount) const = 0;
509
510     // Returns the number of packets discarded by the jitter buffer due to being
511     // too late. This can include duplicated packets which arrived after the
512     // frame was sent to the decoder. Therefore packets which were prematurely
513     // NACKed will be counted.
514     virtual uint32_t DiscardedPackets() const = 0;
515
516
517     // Robustness APIs
518
519     // Set the sender RTX/NACK mode.
520     // Input:
521     //      - mode       : the selected NACK mode.
522     //
523     // Return value      : VCM_OK, on success;
524     //                     < 0, on error.
525     virtual int SetSenderNackMode(SenderNackMode mode) = 0;
526
527     // Set the sender reference picture selection (RPS) mode.
528     // Input:
529     //      - enable     : true or false, for enable and disable, respectively.
530     //
531     // Return value      : VCM_OK, on success;
532     //                     < 0, on error.
533     virtual int SetSenderReferenceSelection(bool enable) = 0;
534
535     // Set the sender forward error correction (FEC) mode.
536     // Input:
537     //      - enable     : true or false, for enable and disable, respectively.
538     //
539     // Return value      : VCM_OK, on success;
540     //                     < 0, on error.
541     virtual int SetSenderFEC(bool enable) = 0;
542
543     // Set the key frame period, or disable periodic key frames (I-frames).
544     // Input:
545     //      - periodMs   : period in ms; <= 0 to disable periodic key frames.
546     //
547     // Return value      : VCM_OK, on success;
548     //                     < 0, on error.
549     virtual int SetSenderKeyFramePeriod(int periodMs) = 0;
550
551     // Set the receiver robustness mode. The mode decides how the receiver
552     // responds to losses in the stream. The type of counter-measure (soft or
553     // hard NACK, dual decoder, RPS, etc.) is selected through the
554     // robustnessMode parameter. The errorMode parameter decides if it is
555     // allowed to display frames corrupted by losses. Note that not all
556     // combinations of the two parameters are feasible. An error will be
557     // returned for invalid combinations.
558     // Input:
559     //      - robustnessMode : selected robustness mode.
560     //      - errorMode      : selected error mode.
561     //
562     // Return value      : VCM_OK, on success;
563     //                     < 0, on error.
564     virtual int SetReceiverRobustnessMode(ReceiverRobustness robustnessMode,
565                                           VCMDecodeErrorMode errorMode) = 0;
566
567     // Set the decode error mode. The mode decides which errors (if any) are
568     // allowed in decodable frames. Note that setting decode_error_mode to
569     // anything other than kWithErrors without enabling nack will cause
570     // long-term freezes (resulting from frequent key frame requests) if
571     // packet loss occurs.
572     virtual void SetDecodeErrorMode(VCMDecodeErrorMode decode_error_mode) = 0;
573
574     // Sets the maximum number of sequence numbers that we are allowed to NACK
575     // and the oldest sequence number that we will consider to NACK. If a
576     // sequence number older than |max_packet_age_to_nack| is missing
577     // a key frame will be requested. A key frame will also be requested if the
578     // time of incomplete or non-continuous frames in the jitter buffer is above
579     // |max_incomplete_time_ms|.
580     virtual void SetNackSettings(size_t max_nack_list_size,
581                                  int max_packet_age_to_nack,
582                                  int max_incomplete_time_ms) = 0;
583
584     // Setting a desired delay to the VCM receiver. Video rendering will be
585     // delayed by at least desired_delay_ms.
586     virtual int SetMinReceiverDelay(int desired_delay_ms) = 0;
587
588     // Enables recording of debugging information.
589     virtual int StartDebugRecording(const char* file_name_utf8) = 0;
590
591     // Disables recording of debugging information.
592     virtual int StopDebugRecording() = 0;
593
594     // Lets the sender suspend video when the rate drops below
595     // |threshold_bps|, and turns back on when the rate goes back up above
596     // |threshold_bps| + |window_bps|.
597     virtual void SuspendBelowMinBitrate() = 0;
598
599     // Returns true if SuspendBelowMinBitrate is engaged and the video has been
600     // suspended due to bandwidth limitations; otherwise false.
601     virtual bool VideoSuspended() const = 0;
602
603     virtual void RegisterPreDecodeImageCallback(
604         EncodedImageCallback* observer) = 0;
605     virtual void RegisterPostEncodeImageCallback(
606         EncodedImageCallback* post_encode_callback) = 0;
607 };
608
609 }  // namespace webrtc
610
611 #endif // WEBRTC_MODULES_INTERFACE_VIDEO_CODING_H_