git.sesse.net Git - x264/blob - encoder/slicetype.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * slicetype.c: lookahead analysis
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2005-2010 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Fiona Glaser <fiona@x264.com>
   7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   8  *          Dylan Yudaken <dyudaken@gmail.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  23  *
  24  * This program is also available under a commercial proprietary license.
  25  * For more information, contact us at licensing@x264.com.
  26  *****************************************************************************/
  27
  28 #include <math.h>
  29
  30 #include "common/common.h"
  31 #include "macroblock.h"
  32 #include "me.h"
  33
  34 // Indexed by pic_struct values
  35 static const uint8_t delta_tfi_divisor[10] = { 0, 2, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 6 };
  36
  37 static int x264_slicetype_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
  38                                       x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
  39                                       int b_intra_penalty );
  40
  41 static void x264_lowres_context_init( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a )
  42 {
  43     a->i_qp = X264_LOOKAHEAD_QP;
  44     a->i_lambda = x264_lambda_tab[ a->i_qp ];
  45     x264_mb_analyse_load_costs( h, a );
  46     if( h->param.analyse.i_subpel_refine > 1 )
  47     {
  48         h->mb.i_me_method = X264_MIN( X264_ME_HEX, h->param.analyse.i_me_method );
  49         h->mb.i_subpel_refine = 4;
  50     }
  51     else
  52     {
  53         h->mb.i_me_method = X264_ME_DIA;
  54         h->mb.i_subpel_refine = 2;
  55     }
  56     h->mb.b_chroma_me = 0;
  57 }
  58
  59 /* makes a non-h264 weight (i.e. fix7), into an h264 weight */
  60 static void x264_weight_get_h264( unsigned int weight_nonh264, int offset, x264_weight_t *w )
  61 {
  62     w->i_offset = offset;
  63     w->i_denom = 7;
  64     w->i_scale = weight_nonh264;
  65     while( w->i_denom > 0 && (w->i_scale > 127 || !(w->i_scale & 1)) )
  66     {
  67         w->i_denom--;
  68         w->i_scale >>= 1;
  69     }
  70     w->i_scale = X264_MIN( w->i_scale, 127 );
  71 }
  72
  73 static NOINLINE pixel *x264_weight_cost_init_luma( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, x264_frame_t *ref, pixel *dest )
  74 {
  75     int ref0_distance = fenc->i_frame - ref->i_frame - 1;
  76     /* Note: this will never run during lookahead as weights_analyse is only called if no
  77      * motion search has been done. */
  78     if( fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][0][0] != 0x7FFF )
  79     {
  80         int i_stride = fenc->i_stride_lowres;
  81         int i_lines = fenc->i_lines_lowres;
  82         int i_width = fenc->i_width_lowres;
  83         int i_mb_xy = 0;
  84         pixel *p = dest;
  85
  86         for( int y = 0; y < i_lines; y += 8, p += i_stride*8 )
  87             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, i_mb_xy++ )
  88             {
  89                 int mvx = fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][i_mb_xy][0];
  90                 int mvy = fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][i_mb_xy][1];
  91                 h->mc.mc_luma( p+x, i_stride, ref->lowres, i_stride,
  92                                mvx+(x<<2), mvy+(y<<2), 8, 8, weight_none );
  93             }
  94         x264_emms();
  95         return dest;
  96     }
  97     x264_emms();
  98     return ref->lowres[0];
  99 }
 100
 101 static NOINLINE unsigned int x264_weight_cost( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, pixel *src, x264_weight_t *w )
 102 {
 103     unsigned int cost = 0;
 104     int i_stride = fenc->i_stride_lowres;
 105     int i_lines = fenc->i_lines_lowres;
 106     int i_width = fenc->i_width_lowres;
 107     pixel *fenc_plane = fenc->lowres[0];
 108     ALIGNED_ARRAY_8( pixel, buf,[8*8] );
 109     int pixoff = 0;
 110     int i_mb = 0;
 111
 112     if( w )
 113     {
 114         for( int y = 0; y < i_lines; y += 8, pixoff = y*i_stride )
 115             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, i_mb++, pixoff += 8)
 116             {
 117                 w->weightfn[8>>2]( buf, 8, &src[pixoff], i_stride, w, 8 );
 118                 cost += X264_MIN( h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( buf, 8, &fenc_plane[pixoff], i_stride ), fenc->i_intra_cost[i_mb] );
 119             }
 120         /* Add cost of weights in the slice header. */
 121         int numslices;
 122         if( h->param.i_slice_count )
 123             numslices = h->param.i_slice_count;
 124         else if( h->param.i_slice_max_mbs )
 125             numslices = (h->mb.i_mb_width * h->mb.i_mb_height + h->param.i_slice_max_mbs-1) / h->param.i_slice_max_mbs;
 126         else
 127             numslices = 1;
 128         /* FIXME: find a way to account for --slice-max-size?
 129          * Multiply by 2 as there will be a duplicate. 10 bits added as if there is a weighted frame, then an additional duplicate is used.
 130          * Since using lowres frames, assume lambda = 1. */
 131         cost += numslices * ( 10 + 2 * ( bs_size_ue( w[0].i_denom ) + bs_size_se( w[0].i_scale ) + bs_size_se( w[0].i_offset ) ) );
 132     }
 133     else
 134         for( int y = 0; y < i_lines; y += 8, pixoff = y*i_stride )
 135             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, i_mb++, pixoff += 8 )
 136                 cost += X264_MIN( h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( &src[pixoff], i_stride, &fenc_plane[pixoff], i_stride ), fenc->i_intra_cost[i_mb] );
 137     x264_emms();
 138     return cost;
 139 }
 140
 141 void x264_weights_analyse( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, x264_frame_t *ref, int b_lookahead )
 142 {
 143     float fenc_mean, ref_mean, fenc_var, ref_var;
 144     int offset_search;
 145     int minoff, minscale, mindenom;
 146     unsigned int minscore, origscore;
 147     int i_delta_index = fenc->i_frame - ref->i_frame - 1;
 148     /* epsilon is chosen to require at least a numerator of 127 (with denominator = 128) */
 149     const float epsilon = 1.0/128.0;
 150     float guess_scale;
 151     int found;
 152     x264_weight_t *weights = fenc->weight[0];
 153
 154     fenc_var = round( sqrt( fenc->i_pixel_ssd[0] ) );
 155     ref_var  = round( sqrt(  ref->i_pixel_ssd[0] ) );
 156     fenc_mean = (float)fenc->i_pixel_sum[0] / (fenc->i_lines[0] * fenc->i_width[0]);
 157     ref_mean  = (float) ref->i_pixel_sum[0] / (fenc->i_lines[0] * fenc->i_width[0]);
 158
 159     //early termination
 160     if( fabs( ref_mean - fenc_mean ) < 0.5 && fabs( 1 - fenc_var / ref_var ) < epsilon )
 161     {
 162         SET_WEIGHT( weights[0], 0, 1, 0, 0 );
 163         return;
 164     }
 165
 166     guess_scale = ref_var ? fenc_var/ref_var : 0;
 167     x264_weight_get_h264( round( guess_scale * 128 ), 0, &weights[0] );
 168
 169     found = 0;
 170     mindenom = weights[0].i_denom;
 171     minscale = weights[0].i_scale;
 172     minoff = 0;
 173     offset_search = x264_clip3( floor( fenc_mean - ref_mean * minscale / (1 << mindenom) + 0.5f*b_lookahead ), -128, 126 );
 174
 175     if( !fenc->b_intra_calculated )
 176     {
 177         x264_mb_analysis_t a;
 178         x264_lowres_context_init( h, &a );
 179         x264_slicetype_frame_cost( h, &a, &fenc, 0, 0, 0, 0 );
 180     }
 181     pixel *mcbuf = x264_weight_cost_init_luma( h, fenc, ref, h->mb.p_weight_buf[0] );
 182     origscore = minscore = x264_weight_cost( h, fenc, mcbuf, 0 );
 183
 184     if( !minscore )
 185     {
 186         SET_WEIGHT( weights[0], 0, 1, 0, 0 );
 187         return;
 188     }
 189
 190     // This gives a slight improvement due to rounding errors but only tests
 191     // one offset on lookahead.
 192     // TODO: currently searches only offset +1. try other offsets/multipliers/combinations thereof?
 193     for( int i_off = offset_search; i_off <= offset_search+!b_lookahead; i_off++ )
 194     {
 195         SET_WEIGHT( weights[0], 1, minscale, mindenom, i_off );
 196         unsigned int s = x264_weight_cost( h, fenc, mcbuf, &weights[0] );
 197         COPY3_IF_LT( minscore, s, minoff, i_off, found, 1 );
 198     }
 199     x264_emms();
 200
 201     /* FIXME: More analysis can be done here on SAD vs. SATD termination. */
 202     /* 0.2% termination derived experimentally to avoid weird weights in frames that are mostly intra. */
 203     if( !found || (minscale == 1<<mindenom && minoff == 0) || (float)minscore / origscore > 0.998 )
 204     {
 205         SET_WEIGHT( weights[0], 0, 1, 0, 0 );
 206         return;
 207     }
 208     else
 209         SET_WEIGHT( weights[0], 1, minscale, mindenom, minoff );
 210
 211     if( h->param.analyse.i_weighted_pred == X264_WEIGHTP_FAKE && weights[0].weightfn )
 212         fenc->f_weighted_cost_delta[i_delta_index] = (float)minscore / origscore;
 213
 214     if( weights[0].weightfn && b_lookahead )
 215     {
 216         //scale lowres in lookahead for slicetype_frame_cost
 217         pixel *src = ref->buffer_lowres[0];
 218         pixel *dst = h->mb.p_weight_buf[0];
 219         int width = ref->i_width_lowres + PADH*2;
 220         int height = ref->i_lines_lowres + PADV*2;
 221         x264_weight_scale_plane( h, dst, ref->i_stride_lowres, src, ref->i_stride_lowres,
 222                                  width, height, &weights[0] );
 223         fenc->weighted[0] = h->mb.p_weight_buf[0] + PADH + ref->i_stride_lowres * PADV;
 224     }
 225 }
 226
 227 static void x264_slicetype_mb_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
 228                                     x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
 229                                     int dist_scale_factor, int do_search[2], const x264_weight_t *w )
 230 {
 231     x264_frame_t *fref0 = frames[p0];
 232     x264_frame_t *fref1 = frames[p1];
 233     x264_frame_t *fenc  = frames[b];
 234     const int b_bidir = (b < p1);
 235     const int i_mb_x = h->mb.i_mb_x;
 236     const int i_mb_y = h->mb.i_mb_y;
 237     const int i_mb_stride = h->mb.i_mb_width;
 238     const int i_mb_xy = i_mb_x + i_mb_y * i_mb_stride;
 239     const int i_stride = fenc->i_stride_lowres;
 240     const int i_pel_offset = 8 * (i_mb_x + i_mb_y * i_stride);
 241     const int i_bipred_weight = h->param.analyse.b_weighted_bipred ? 64 - (dist_scale_factor>>2) : 32;
 242     int16_t (*fenc_mvs[2])[2] = { &frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][i_mb_xy], &frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][i_mb_xy] };
 243     int (*fenc_costs[2]) = { &frames[b]->lowres_mv_costs[0][b-p0-1][i_mb_xy], &frames[b]->lowres_mv_costs[1][p1-b-1][i_mb_xy] };
 244     int b_frame_score_mb = (i_mb_x > 0 && i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1 &&
 245                             i_mb_y > 0 && i_mb_y < h->mb.i_mb_height - 1) ||
 246                             h->mb.i_mb_width <= 2 || h->mb.i_mb_height <= 2;
 247
 248     ALIGNED_ARRAY_8( pixel, pix1,[9*FDEC_STRIDE] );
 249     pixel *pix2 = pix1+8;
 250     x264_me_t m[2];
 251     int i_bcost = COST_MAX;
 252     int list_used = 0;
 253
 254     h->mb.pic.p_fenc[0] = h->mb.pic.fenc_buf;
 255     h->mc.copy[PIXEL_8x8]( h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE, &fenc->lowres[0][i_pel_offset], i_stride, 8 );
 256
 257     if( p0 == p1 )
 258         goto lowres_intra_mb;
 259
 260     // no need for h->mb.mv_min[]
 261     h->mb.mv_min_fpel[0] = -8*h->mb.i_mb_x - 4;
 262     h->mb.mv_max_fpel[0] = 8*( h->mb.i_mb_width - h->mb.i_mb_x - 1 ) + 4;
 263     h->mb.mv_min_spel[0] = 4*( h->mb.mv_min_fpel[0] - 8 );
 264     h->mb.mv_max_spel[0] = 4*( h->mb.mv_max_fpel[0] + 8 );
 265     if( h->mb.i_mb_x >= h->mb.i_mb_width - 2 )
 266     {
 267         h->mb.mv_min_fpel[1] = -8*h->mb.i_mb_y - 4;
 268         h->mb.mv_max_fpel[1] = 8*( h->mb.i_mb_height - h->mb.i_mb_y - 1 ) + 4;
 269         h->mb.mv_min_spel[1] = 4*( h->mb.mv_min_fpel[1] - 8 );
 270         h->mb.mv_max_spel[1] = 4*( h->mb.mv_max_fpel[1] + 8 );
 271     }
 272
 273 #define LOAD_HPELS_LUMA(dst, src) \
 274     { \
 275         (dst)[0] = &(src)[0][i_pel_offset]; \
 276         (dst)[1] = &(src)[1][i_pel_offset]; \
 277         (dst)[2] = &(src)[2][i_pel_offset]; \
 278         (dst)[3] = &(src)[3][i_pel_offset]; \
 279     }
 280 #define LOAD_WPELS_LUMA(dst,src) \
 281     (dst) = &(src)[i_pel_offset];
 282
 283 #define CLIP_MV( mv ) \
 284     { \
 285         mv[0] = x264_clip3( mv[0], h->mb.mv_min_spel[0], h->mb.mv_max_spel[0] ); \
 286         mv[1] = x264_clip3( mv[1], h->mb.mv_min_spel[1], h->mb.mv_max_spel[1] ); \
 287     }
 288 #define TRY_BIDIR( mv0, mv1, penalty ) \
 289     { \
 290         int i_cost; \
 291         if( h->param.analyse.i_subpel_refine <= 1 ) \
 292         { \
 293             int hpel_idx1 = (((mv0)[0]&2)>>1) + ((mv0)[1]&2); \
 294             int hpel_idx2 = (((mv1)[0]&2)>>1) + ((mv1)[1]&2); \
 295             pixel *src1 = m[0].p_fref[hpel_idx1] + ((mv0)[0]>>2) + ((mv0)[1]>>2) * m[0].i_stride[0]; \
 296             pixel *src2 = m[1].p_fref[hpel_idx2] + ((mv1)[0]>>2) + ((mv1)[1]>>2) * m[1].i_stride[0]; \
 297             h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, src1, m[0].i_stride[0], src2, m[1].i_stride[0], i_bipred_weight ); \
 298         } \
 299         else \
 300         { \
 301             int stride1 = 16, stride2 = 16; \
 302             pixel *src1, *src2; \
 303             src1 = h->mc.get_ref( pix1, &stride1, m[0].p_fref, m[0].i_stride[0], \
 304                                   (mv0)[0], (mv0)[1], 8, 8, w ); \
 305             src2 = h->mc.get_ref( pix2, &stride2, m[1].p_fref, m[1].i_stride[0], \
 306                                   (mv1)[0], (mv1)[1], 8, 8, w ); \
 307             h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, src1, stride1, src2, stride2, i_bipred_weight ); \
 308         } \
 309         i_cost = penalty * a->i_lambda + h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( \
 310                            m[0].p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix1, 16 ); \
 311         COPY2_IF_LT( i_bcost, i_cost, list_used, 3 ); \
 312     }
 313
 314     m[0].i_pixel = PIXEL_8x8;
 315     m[0].p_cost_mv = a->p_cost_mv;
 316     m[0].i_stride[0] = i_stride;
 317     m[0].p_fenc[0] = h->mb.pic.p_fenc[0];
 318     m[0].weight = w;
 319     m[0].i_ref = 0;
 320     LOAD_HPELS_LUMA( m[0].p_fref, fref0->lowres );
 321     m[0].p_fref_w = m[0].p_fref[0];
 322     if( w[0].weightfn )
 323         LOAD_WPELS_LUMA( m[0].p_fref_w, fenc->weighted[0] );
 324
 325     if( b_bidir )
 326     {
 327         int16_t *mvr = fref1->lowres_mvs[0][p1-p0-1][i_mb_xy];
 328         ALIGNED_ARRAY_8( int16_t, dmv,[2],[2] );
 329
 330         m[1].i_pixel = PIXEL_8x8;
 331         m[1].p_cost_mv = a->p_cost_mv;
 332         m[1].i_stride[0] = i_stride;
 333         m[1].p_fenc[0] = h->mb.pic.p_fenc[0];
 334         m[1].i_ref = 0;
 335         m[1].weight = weight_none;
 336         LOAD_HPELS_LUMA( m[1].p_fref, fref1->lowres );
 337         m[1].p_fref_w = m[1].p_fref[0];
 338
 339         dmv[0][0] = ( mvr[0] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 340         dmv[0][1] = ( mvr[1] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 341         dmv[1][0] = dmv[0][0] - mvr[0];
 342         dmv[1][1] = dmv[0][1] - mvr[1];
 343         CLIP_MV( dmv[0] );
 344         CLIP_MV( dmv[1] );
 345         if( h->param.analyse.i_subpel_refine <= 1 )
 346             M64( dmv ) &= ~0x0001000100010001ULL; /* mv & ~1 */
 347
 348         TRY_BIDIR( dmv[0], dmv[1], 0 );
 349         if( M64( dmv ) )
 350         {
 351             int i_cost;
 352             h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, m[0].p_fref[0], m[0].i_stride[0], m[1].p_fref[0], m[1].i_stride[0], i_bipred_weight );
 353             i_cost = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( m[0].p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix1, 16 );
 354             COPY2_IF_LT( i_bcost, i_cost, list_used, 3 );
 355         }
 356     }
 357
 358     for( int l = 0; l < 1 + b_bidir; l++ )
 359     {
 360         if( do_search[l] )
 361         {
 362             int i_mvc = 0;
 363             int16_t (*fenc_mv)[2] = fenc_mvs[l];
 364             ALIGNED_4( int16_t mvc[4][2] );
 365
 366             /* Reverse-order MV prediction. */
 367             M32( mvc[0] ) = 0;
 368             M32( mvc[2] ) = 0;
 369 #define MVC(mv) { CP32( mvc[i_mvc], mv ); i_mvc++; }
 370             if( i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1 )
 371                 MVC( fenc_mv[1] );
 372             if( i_mb_y < h->mb.i_mb_height - 1 )
 373             {
 374                 MVC( fenc_mv[i_mb_stride] );
 375                 if( i_mb_x > 0 )
 376                     MVC( fenc_mv[i_mb_stride-1] );
 377                 if( i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1 )
 378                     MVC( fenc_mv[i_mb_stride+1] );
 379             }
 380 #undef MVC
 381             if( i_mvc <= 1 )
 382                 CP32( m[l].mvp, mvc[0] );
 383             else
 384                 x264_median_mv( m[l].mvp, mvc[0], mvc[1], mvc[2] );
 385
 386             /* Fast skip for cases of near-zero residual.  Shortcut: don't bother except in the mv0 case,
 387              * since anything else is likely to have enough residual to not trigger the skip. */
 388             if( !M32( m[l].mvp ) )
 389             {
 390                 m[l].cost = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( m[l].p_fenc[0], FENC_STRIDE, m[l].p_fref[0], m[l].i_stride[0] );
 391                 if( m[l].cost < 64 )
 392                 {
 393                     M32( m[l].mv ) = 0;
 394                     goto skip_motionest;
 395                 }
 396             }
 397
 398             x264_me_search( h, &m[l], mvc, i_mvc );
 399             m[l].cost -= 2 * a->i_lambda; // remove mvcost from skip mbs
 400             if( M32( m[l].mv ) )
 401                 m[l].cost += 5 * a->i_lambda;
 402
 403 skip_motionest:
 404             CP32( fenc_mvs[l], m[l].mv );
 405             *fenc_costs[l] = m[l].cost;
 406         }
 407         else
 408         {
 409             CP32( m[l].mv, fenc_mvs[l] );
 410             m[l].cost = *fenc_costs[l];
 411         }
 412         COPY2_IF_LT( i_bcost, m[l].cost, list_used, l+1 );
 413     }
 414
 415     if( b_bidir && ( M32( m[0].mv ) || M32( m[1].mv ) ) )
 416         TRY_BIDIR( m[0].mv, m[1].mv, 5 );
 417
 418 lowres_intra_mb:
 419     if( !fenc->b_intra_calculated )
 420     {
 421         ALIGNED_ARRAY_16( pixel, edge,[33] );
 422         pixel *pix = &pix1[8+FDEC_STRIDE - 1];
 423         pixel *src = &fenc->lowres[0][i_pel_offset - 1];
 424         const int intra_penalty = 5 * a->i_lambda;
 425         int satds[3];
 426
 427         memcpy( pix-FDEC_STRIDE, src-i_stride, 17 * sizeof(pixel) );
 428         for( int i = 0; i < 8; i++ )
 429             pix[i*FDEC_STRIDE] = src[i*i_stride];
 430         pix++;
 431
 432         h->pixf.intra_mbcmp_x3_8x8c( h->mb.pic.p_fenc[0], pix, satds );
 433         int i_icost = X264_MIN3( satds[0], satds[1], satds[2] );
 434
 435         if( h->param.analyse.i_subpel_refine > 1 )
 436         {
 437             h->predict_8x8c[I_PRED_CHROMA_P]( pix );
 438             int satd = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 439             i_icost = X264_MIN( i_icost, satd );
 440             h->predict_8x8_filter( pix, edge, ALL_NEIGHBORS, ALL_NEIGHBORS );
 441             for( int i = 3; i < 9; i++ )
 442             {
 443                 h->predict_8x8[i]( pix, edge );
 444                 satd = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 445                 i_icost = X264_MIN( i_icost, satd );
 446             }
 447         }
 448
 449         i_icost += intra_penalty;
 450         fenc->i_intra_cost[i_mb_xy] = i_icost;
 451         if( b_frame_score_mb )
 452         {
 453             int *row_satd_intra = frames[b]->i_row_satds[0][0];
 454             int i_icost_aq = i_icost;
 455             if( h->param.rc.i_aq_mode )
 456                 i_icost_aq = (i_icost_aq * frames[b]->i_inv_qscale_factor[i_mb_xy] + 128) >> 8;
 457             fenc->i_cost_est[0][0] += i_icost;
 458             fenc->i_cost_est_aq[0][0] += i_icost_aq;
 459             row_satd_intra[h->mb.i_mb_y] += i_icost_aq;
 460         }
 461     }
 462
 463     /* forbid intra-mbs in B-frames, because it's rare and not worth checking */
 464     /* FIXME: Should we still forbid them now that we cache intra scores? */
 465     if( !b_bidir )
 466     {
 467         int i_icost = fenc->i_intra_cost[i_mb_xy];
 468         int b_intra = i_icost < i_bcost;
 469         if( b_intra )
 470         {
 471             i_bcost = i_icost;
 472             list_used = 0;
 473         }
 474         if( b_frame_score_mb )
 475             fenc->i_intra_mbs[b-p0] += b_intra;
 476     }
 477
 478     /* In an I-frame, we've already added the results above in the intra section. */
 479     if( p0 != p1 )
 480     {
 481         int i_bcost_aq = i_bcost;
 482         if( h->param.rc.i_aq_mode )
 483             i_bcost_aq = (i_bcost_aq * frames[b]->i_inv_qscale_factor[i_mb_xy] + 128) >> 8;
 484         fenc->i_row_satds[b-p0][p1-b][h->mb.i_mb_y] += i_bcost_aq;
 485         if( b_frame_score_mb )
 486         {
 487             /* Don't use AQ-weighted costs for slicetype decision, only for ratecontrol. */
 488             frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b] += i_bcost;
 489             frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b] += i_bcost_aq;
 490         }
 491     }
 492
 493     fenc->lowres_costs[b-p0][p1-b][i_mb_xy] = X264_MIN( i_bcost, LOWRES_COST_MASK ) + (list_used << LOWRES_COST_SHIFT);
 494 }
 495 #undef TRY_BIDIR
 496
 497 #define NUM_MBS\
 498    (h->mb.i_mb_width > 2 && h->mb.i_mb_height > 2 ?\
 499    (h->mb.i_mb_width - 2) * (h->mb.i_mb_height - 2) :\
 500     h->mb.i_mb_width * h->mb.i_mb_height)
 501
 502 static int x264_slicetype_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
 503                                       x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
 504                                       int b_intra_penalty )
 505 {
 506     int i_score = 0;
 507     int do_search[2];
 508     const x264_weight_t *w = weight_none;
 509     /* Check whether we already evaluated this frame
 510      * If we have tried this frame as P, then we have also tried
 511      * the preceding frames as B. (is this still true?) */
 512     /* Also check that we already calculated the row SATDs for the current frame. */
 513     if( frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b] >= 0 && (!h->param.rc.i_vbv_buffer_size || frames[b]->i_row_satds[b-p0][p1-b][0] != -1) )
 514         i_score = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 515     else
 516     {
 517         int dist_scale_factor = 128;
 518         int *row_satd = frames[b]->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 519         int *row_satd_intra = frames[b]->i_row_satds[0][0];
 520
 521         /* For each list, check to see whether we have lowres motion-searched this reference frame before. */
 522         do_search[0] = b != p0 && frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] == 0x7FFF;
 523         do_search[1] = b != p1 && frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] == 0x7FFF;
 524         if( do_search[0] )
 525         {
 526             if( ( h->param.analyse.i_weighted_pred == X264_WEIGHTP_SMART ||
 527                   h->param.analyse.i_weighted_pred == X264_WEIGHTP_FAKE ) && b == p1 )
 528             {
 529                 x264_emms();
 530                 x264_weights_analyse( h, frames[b], frames[p0], 1 );
 531                 w = frames[b]->weight[0];
 532             }
 533             frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] = 0;
 534         }
 535         if( do_search[1] ) frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] = 0;
 536
 537         if( b == p1 )
 538             frames[b]->i_intra_mbs[b-p0] = 0;
 539         if( !frames[b]->b_intra_calculated )
 540         {
 541             frames[b]->i_cost_est[0][0] = 0;
 542             frames[b]->i_cost_est_aq[0][0] = 0;
 543         }
 544         if( p1 != p0 )
 545             dist_scale_factor = ( ((b-p0) << 8) + ((p1-p0) >> 1) ) / (p1-p0);
 546
 547         frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b] = 0;
 548         frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b] = 0;
 549
 550         /* Lowres lookahead goes backwards because the MVs are used as predictors in the main encode.
 551          * This considerably improves MV prediction overall. */
 552
 553         /* The edge mbs seem to reduce the predictive quality of the
 554          * whole frame's score, but are needed for a spatial distribution. */
 555         if( h->param.rc.b_mb_tree || h->param.rc.i_vbv_buffer_size ||
 556             h->mb.i_mb_width <= 2 || h->mb.i_mb_height <= 2 )
 557         {
 558             for( h->mb.i_mb_y = h->mb.i_mb_height - 1; h->mb.i_mb_y >= 0; h->mb.i_mb_y-- )
 559             {
 560                 row_satd[h->mb.i_mb_y] = 0;
 561                 if( !frames[b]->b_intra_calculated )
 562                     row_satd_intra[h->mb.i_mb_y] = 0;
 563                 for( h->mb.i_mb_x = h->mb.i_mb_width - 1; h->mb.i_mb_x >= 0; h->mb.i_mb_x-- )
 564                     x264_slicetype_mb_cost( h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search, w );
 565             }
 566         }
 567         else
 568         {
 569             for( h->mb.i_mb_y = h->mb.i_mb_height - 2; h->mb.i_mb_y >= 1; h->mb.i_mb_y-- )
 570                 for( h->mb.i_mb_x = h->mb.i_mb_width - 2; h->mb.i_mb_x >= 1; h->mb.i_mb_x-- )
 571                     x264_slicetype_mb_cost( h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search, w );
 572         }
 573
 574         i_score = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 575         if( b != p1 )
 576             i_score = (uint64_t)i_score * 100 / (120 + h->param.i_bframe_bias);
 577         else
 578             frames[b]->b_intra_calculated = 1;
 579
 580         frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b] = i_score;
 581         x264_emms();
 582     }
 583
 584     if( b_intra_penalty )
 585     {
 586         // arbitrary penalty for I-blocks after B-frames
 587         int nmb = NUM_MBS;
 588         i_score += i_score * frames[b]->i_intra_mbs[b-p0] / (nmb * 8);
 589     }
 590     return i_score;
 591 }
 592
 593 /* If MB-tree changes the quantizers, we need to recalculate the frame cost without
 594  * re-running lookahead. */
 595 static int x264_slicetype_frame_cost_recalculate( x264_t *h, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b )
 596 {
 597     int i_score = 0;
 598     int *row_satd = frames[b]->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 599     float *qp_offset = IS_X264_TYPE_B(frames[b]->i_type) ? frames[b]->f_qp_offset_aq : frames[b]->f_qp_offset;
 600     x264_emms();
 601     for( h->mb.i_mb_y = h->mb.i_mb_height - 1; h->mb.i_mb_y >= 0; h->mb.i_mb_y-- )
 602     {
 603         row_satd[ h->mb.i_mb_y ] = 0;
 604         for( h->mb.i_mb_x = h->mb.i_mb_width - 1; h->mb.i_mb_x >= 0; h->mb.i_mb_x-- )
 605         {
 606             int i_mb_xy = h->mb.i_mb_x + h->mb.i_mb_y*h->mb.i_mb_stride;
 607             int i_mb_cost = frames[b]->lowres_costs[b-p0][p1-b][i_mb_xy] & LOWRES_COST_MASK;
 608             float qp_adj = qp_offset[i_mb_xy];
 609             i_mb_cost = (i_mb_cost * x264_exp2fix8(qp_adj) + 128) >> 8;
 610             row_satd[ h->mb.i_mb_y ] += i_mb_cost;
 611             if( (h->mb.i_mb_y > 0 && h->mb.i_mb_y < h->mb.i_mb_height - 1 &&
 612                  h->mb.i_mb_x > 0 && h->mb.i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1) ||
 613                  h->mb.i_mb_width <= 2 || h->mb.i_mb_height <= 2 )
 614             {
 615                 i_score += i_mb_cost;
 616             }
 617         }
 618     }
 619     return i_score;
 620 }
 621
 622 static void x264_macroblock_tree_finish( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int ref0_distance )
 623 {
 624     x264_emms();
 625     float weightdelta = 0.0;
 626     if( ref0_distance && frame->f_weighted_cost_delta[ref0_distance-1] > 0 )
 627         weightdelta = (1.0 - frame->f_weighted_cost_delta[ref0_distance-1]);
 628
 629     /* Allow the strength to be adjusted via qcompress, since the two
 630      * concepts are very similar. */
 631     float strength = 5.0f * (1.0f - h->param.rc.f_qcompress);
 632     for( int mb_index = 0; mb_index < h->mb.i_mb_count; mb_index++ )
 633     {
 634         int intra_cost = (frame->i_intra_cost[mb_index] * frame->i_inv_qscale_factor[mb_index]+128)>>8;
 635         if( intra_cost )
 636         {
 637             int propagate_cost = frame->i_propagate_cost[mb_index];
 638             float log2_ratio = x264_log2(intra_cost + propagate_cost) - x264_log2(intra_cost) + weightdelta;
 639             frame->f_qp_offset[mb_index] = frame->f_qp_offset_aq[mb_index] - strength * log2_ratio;
 640         }
 641     }
 642 }
 643
 644 static void x264_macroblock_tree_propagate( x264_t *h, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b, int referenced )
 645 {
 646     uint16_t *ref_costs[2] = {frames[p0]->i_propagate_cost,frames[p1]->i_propagate_cost};
 647     int dist_scale_factor = ( ((b-p0) << 8) + ((p1-p0) >> 1) ) / (p1-p0);
 648     int i_bipred_weight = h->param.analyse.b_weighted_bipred ? 64 - (dist_scale_factor>>2) : 32;
 649     int16_t (*mvs[2])[2] = { frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1], frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1] };
 650     int bipred_weights[2] = {i_bipred_weight, 64 - i_bipred_weight};
 651     int *buf = h->scratch_buffer;
 652     uint16_t *propagate_cost = frames[b]->i_propagate_cost;
 653
 654     /* For non-reffed frames the source costs are always zero, so just memset one row and re-use it. */
 655     if( !referenced )
 656         memset( frames[b]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_width * sizeof(uint16_t) );
 657
 658     for( h->mb.i_mb_y = 0; h->mb.i_mb_y < h->mb.i_mb_height; h->mb.i_mb_y++ )
 659     {
 660         int mb_index = h->mb.i_mb_y*h->mb.i_mb_stride;
 661         h->mc.mbtree_propagate_cost( buf, propagate_cost,
 662             frames[b]->i_intra_cost+mb_index, frames[b]->lowres_costs[b-p0][p1-b]+mb_index,
 663             frames[b]->i_inv_qscale_factor+mb_index, h->mb.i_mb_width );
 664         if( referenced )
 665             propagate_cost += h->mb.i_mb_width;
 666         for( h->mb.i_mb_x = 0; h->mb.i_mb_x < h->mb.i_mb_width; h->mb.i_mb_x++, mb_index++ )
 667         {
 668             int propagate_amount = buf[h->mb.i_mb_x];
 669             /* Don't propagate for an intra block. */
 670             if( propagate_amount > 0 )
 671             {
 672                 /* Access width-2 bitfield. */
 673                 int lists_used = frames[b]->lowres_costs[b-p0][p1-b][mb_index] >> LOWRES_COST_SHIFT;
 674                 /* Follow the MVs to the previous frame(s). */
 675                 for( int list = 0; list < 2; list++ )
 676                     if( (lists_used >> list)&1 )
 677                     {
 678 #define CLIP_ADD(s,x) (s) = X264_MIN((s)+(x),(1<<16)-1)
 679                         int listamount = propagate_amount;
 680                         /* Apply bipred weighting. */
 681                         if( lists_used == 3 )
 682                             listamount = (listamount * bipred_weights[list] + 32) >> 6;
 683
 684                         /* Early termination for simple case of mv0. */
 685                         if( !M32( mvs[list][mb_index] ) )
 686                         {
 687                             CLIP_ADD( ref_costs[list][mb_index], listamount );
 688                             continue;
 689                         }
 690
 691                         int x = mvs[list][mb_index][0];
 692                         int y = mvs[list][mb_index][1];
 693                         int mbx = (x>>5)+h->mb.i_mb_x;
 694                         int mby = (y>>5)+h->mb.i_mb_y;
 695                         int idx0 = mbx + mby * h->mb.i_mb_stride;
 696                         int idx1 = idx0 + 1;
 697                         int idx2 = idx0 + h->mb.i_mb_stride;
 698                         int idx3 = idx0 + h->mb.i_mb_stride + 1;
 699                         x &= 31;
 700                         y &= 31;
 701                         int idx0weight = (32-y)*(32-x);
 702                         int idx1weight = (32-y)*x;
 703                         int idx2weight = y*(32-x);
 704                         int idx3weight = y*x;
 705
 706                         /* We could just clip the MVs, but pixels that lie outside the frame probably shouldn't
 707                          * be counted. */
 708                         if( mbx < h->mb.i_mb_width-1 && mby < h->mb.i_mb_height-1 && mbx >= 0 && mby >= 0 )
 709                         {
 710                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx0], (listamount*idx0weight+512)>>10 );
 711                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx1], (listamount*idx1weight+512)>>10 );
 712                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx2], (listamount*idx2weight+512)>>10 );
 713                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx3], (listamount*idx3weight+512)>>10 );
 714                         }
 715                         else /* Check offsets individually */
 716                         {
 717                             if( mbx < h->mb.i_mb_width && mby < h->mb.i_mb_height && mbx >= 0 && mby >= 0 )
 718                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx0], (listamount*idx0weight+512)>>10 );
 719                             if( mbx+1 < h->mb.i_mb_width && mby < h->mb.i_mb_height && mbx+1 >= 0 && mby >= 0 )
 720                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx1], (listamount*idx1weight+512)>>10 );
 721                             if( mbx < h->mb.i_mb_width && mby+1 < h->mb.i_mb_height && mbx >= 0 && mby+1 >= 0 )
 722                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx2], (listamount*idx2weight+512)>>10 );
 723                             if( mbx+1 < h->mb.i_mb_width && mby+1 < h->mb.i_mb_height && mbx+1 >= 0 && mby+1 >= 0 )
 724                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx3], (listamount*idx3weight+512)>>10 );
 725                         }
 726                     }
 727             }
 728         }
 729     }
 730
 731     if( h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->param.rc.i_lookahead && referenced )
 732         x264_macroblock_tree_finish( h, frames[b], b == p1 ? b - p0 : 0 );
 733 }
 734
 735 static void x264_macroblock_tree( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int num_frames, int b_intra )
 736 {
 737     int idx = !b_intra;
 738     int last_nonb, cur_nonb = 1;
 739     int bframes = 0;
 740     int i = num_frames;
 741
 742     if( b_intra )
 743         x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, 0, 0, 0, 0 );
 744
 745     while( i > 0 && frames[i]->i_type == X264_TYPE_B )
 746         i--;
 747     last_nonb = i;
 748
 749     /* Lookaheadless MB-tree is not a theoretically distinct case; the same extrapolation could
 750      * be applied to the end of a lookahead buffer of any size.  However, it's most needed when
 751      * lookahead=0, so that's what's currently implemented. */
 752     if( !h->param.rc.i_lookahead )
 753     {
 754         if( b_intra )
 755         {
 756             memset( frames[0]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
 757             memcpy( frames[0]->f_qp_offset, frames[0]->f_qp_offset_aq, h->mb.i_mb_count * sizeof(float) );
 758             return;
 759         }
 760         XCHG( uint16_t*, frames[last_nonb]->i_propagate_cost, frames[0]->i_propagate_cost );
 761         memset( frames[0]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
 762     }
 763     else
 764     {
 765         if( last_nonb < idx )
 766             return;
 767         memset( frames[last_nonb]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
 768     }
 769
 770     while( i-- > idx )
 771     {
 772         cur_nonb = i;
 773         while( frames[cur_nonb]->i_type == X264_TYPE_B && cur_nonb > 0 )
 774             cur_nonb--;
 775         if( cur_nonb < idx )
 776             break;
 777         x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_nonb, last_nonb, last_nonb, 0 );
 778         memset( frames[cur_nonb]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
 779         bframes = last_nonb - cur_nonb - 1;
 780         if( h->param.i_bframe_pyramid && bframes > 1 )
 781         {
 782             int middle = (bframes + 1)/2 + cur_nonb;
 783             x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_nonb, last_nonb, middle, 0 );
 784             memset( frames[middle]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
 785             while( i > cur_nonb )
 786             {
 787                 int p0 = i > middle ? middle : cur_nonb;
 788                 int p1 = i < middle ? middle : last_nonb;
 789                 if( i != middle )
 790                 {
 791                     x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, p0, p1, i, 0 );
 792                     x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, p0, p1, i, 0 );
 793                 }
 794                 i--;
 795             }
 796             x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, cur_nonb, last_nonb, middle, 1 );
 797         }
 798         else
 799         {
 800             while( i > cur_nonb )
 801             {
 802                 x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_nonb, last_nonb, i, 0 );
 803                 x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, cur_nonb, last_nonb, i, 0 );
 804                 i--;
 805             }
 806         }
 807         x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, cur_nonb, last_nonb, last_nonb, 1 );
 808         last_nonb = cur_nonb;
 809     }
 810
 811     if( !h->param.rc.i_lookahead )
 812     {
 813         x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, 0, last_nonb, last_nonb, 1 );
 814         XCHG( uint16_t*, frames[last_nonb]->i_propagate_cost, frames[0]->i_propagate_cost );
 815     }
 816
 817     x264_macroblock_tree_finish( h, frames[last_nonb], last_nonb );
 818     if( h->param.i_bframe_pyramid && bframes > 1 && !h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
 819         x264_macroblock_tree_finish( h, frames[last_nonb+(bframes+1)/2], 0 );
 820 }
 821
 822 static int x264_vbv_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b )
 823 {
 824     int cost = x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, p0, p1, b, 0 );
 825     if( h->param.rc.i_aq_mode )
 826     {
 827         if( h->param.rc.b_mb_tree )
 828             return x264_slicetype_frame_cost_recalculate( h, frames, p0, p1, b );
 829         else
 830             return frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b];
 831     }
 832     return cost;
 833 }
 834
 835 static void x264_calculate_durations( x264_t *h, x264_frame_t *cur_frame, x264_frame_t *prev_frame, int *i_cpb_delay, int *i_coded_fields )
 836 {
 837     cur_frame->i_cpb_delay = *i_cpb_delay;
 838     cur_frame->i_dpb_output_delay = cur_frame->i_field_cnt - *i_coded_fields;
 839
 840     // add a correction term for frame reordering
 841     cur_frame->i_dpb_output_delay += h->sps->vui.i_num_reorder_frames*2;
 842
 843     // fix possible negative dpb_output_delay because of pulldown changes and reordering
 844     if( cur_frame->i_dpb_output_delay < 0 )
 845     {
 846         cur_frame->i_cpb_delay += cur_frame->i_dpb_output_delay;
 847         cur_frame->i_dpb_output_delay = 0;
 848         if( prev_frame )
 849             prev_frame->i_cpb_duration += cur_frame->i_dpb_output_delay;
 850     }
 851
 852     if( cur_frame->b_keyframe )
 853         *i_cpb_delay = 0;
 854
 855     *i_cpb_delay += cur_frame->i_duration;
 856     *i_coded_fields += cur_frame->i_duration;
 857     cur_frame->i_cpb_duration = cur_frame->i_duration;
 858 }
 859
 860 static void x264_vbv_lookahead( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int num_frames, int keyframe )
 861 {
 862     int last_nonb = 0, cur_nonb = 1, idx = 0;
 863     x264_frame_t *prev_frame = NULL;
 864     int prev_frame_idx = 0;
 865     while( cur_nonb < num_frames && frames[cur_nonb]->i_type == X264_TYPE_B )
 866         cur_nonb++;
 867     int next_nonb = keyframe ? last_nonb : cur_nonb;
 868
 869     if( frames[cur_nonb]->i_coded_fields_lookahead >= 0 )
 870     {
 871         h->i_coded_fields_lookahead = frames[cur_nonb]->i_coded_fields_lookahead;
 872         h->i_cpb_delay_lookahead = frames[cur_nonb]->i_cpb_delay_lookahead;
 873     }
 874
 875     while( cur_nonb < num_frames )
 876     {
 877         /* P/I cost: This shouldn't include the cost of next_nonb */
 878         if( next_nonb != cur_nonb )
 879         {
 880             int p0 = IS_X264_TYPE_I( frames[cur_nonb]->i_type ) ? cur_nonb : last_nonb;
 881             frames[next_nonb]->i_planned_satd[idx] = x264_vbv_frame_cost( h, a, frames, p0, cur_nonb, cur_nonb );
 882             frames[next_nonb]->i_planned_type[idx] = frames[cur_nonb]->i_type;
 883             frames[cur_nonb]->i_coded_fields_lookahead = h->i_coded_fields_lookahead;
 884             frames[cur_nonb]->i_cpb_delay_lookahead = h->i_cpb_delay_lookahead;
 885             x264_calculate_durations( h, frames[cur_nonb], prev_frame, &h->i_cpb_delay_lookahead, &h->i_coded_fields_lookahead );
 886             if( prev_frame )
 887             {
 888                 frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[prev_frame_idx] = (double)prev_frame->i_cpb_duration *
 889                                                                             h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
 890             }
 891             frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[idx] = (double)frames[cur_nonb]->i_cpb_duration *
 892                                                              h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
 893             prev_frame = frames[cur_nonb];
 894             prev_frame_idx = idx;
 895             idx++;
 896         }
 897         /* Handle the B-frames: coded order */
 898         for( int i = last_nonb+1; i < cur_nonb; i++, idx++ )
 899         {
 900             frames[next_nonb]->i_planned_satd[idx] = x264_vbv_frame_cost( h, a, frames, last_nonb, cur_nonb, i );
 901             frames[next_nonb]->i_planned_type[idx] = X264_TYPE_B;
 902             frames[i]->i_coded_fields_lookahead = h->i_coded_fields_lookahead;
 903             frames[i]->i_cpb_delay_lookahead = h->i_cpb_delay_lookahead;
 904             x264_calculate_durations( h, frames[i], prev_frame, &h->i_cpb_delay_lookahead, &h->i_coded_fields_lookahead );
 905             if( prev_frame )
 906             {
 907                 frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[prev_frame_idx] = (double)prev_frame->i_cpb_duration *
 908                                                                             h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
 909             }
 910             frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[idx] = (double)frames[i]->i_cpb_duration *
 911                                                              h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
 912             prev_frame = frames[i];
 913             prev_frame_idx = idx;
 914         }
 915         last_nonb = cur_nonb;
 916         cur_nonb++;
 917         while( cur_nonb <= num_frames && frames[cur_nonb]->i_type == X264_TYPE_B )
 918             cur_nonb++;
 919     }
 920     frames[next_nonb]->i_planned_type[idx] = X264_TYPE_AUTO;
 921 }
 922
 923 static int x264_slicetype_path_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, char *path, int threshold )
 924 {
 925     int loc = 1;
 926     int cost = 0;
 927     int cur_p = 0;
 928     path--; /* Since the 1st path element is really the second frame */
 929     while( path[loc] )
 930     {
 931         int next_p = loc;
 932         /* Find the location of the next P-frame. */
 933         while( path[next_p] != 'P' )
 934             next_p++;
 935
 936         /* Add the cost of the P-frame found above */
 937         cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_p, 0 );
 938         /* Early terminate if the cost we have found is larger than the best path cost so far */
 939         if( cost > threshold )
 940             break;
 941
 942         if( h->param.i_bframe_pyramid && next_p - cur_p > 2 )
 943         {
 944             int middle = cur_p + (next_p - cur_p)/2;
 945             cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, middle, 0 );
 946             for( int next_b = loc; next_b < middle && cost < threshold; next_b++ )
 947                 cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, middle, next_b, 0 );
 948             for( int next_b = middle+1; next_b < next_p && cost < threshold; next_b++ )
 949                 cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, middle, next_p, next_b, 0 );
 950         }
 951         else
 952             for( int next_b = loc; next_b < next_p && cost < threshold; next_b++ )
 953                 cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_b, 0 );
 954
 955         loc = next_p + 1;
 956         cur_p = next_p;
 957     }
 958     return cost;
 959 }
 960
 961 /* Viterbi/trellis slicetype decision algorithm. */
 962 /* Uses strings due to the fact that the speed of the control functions is
 963    negligible compared to the cost of running slicetype_frame_cost, and because
 964    it makes debugging easier. */
 965 static void x264_slicetype_path( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int length, char (*best_paths)[X264_LOOKAHEAD_MAX] )
 966 {
 967     char paths[2][X264_LOOKAHEAD_MAX];
 968     int num_paths = X264_MIN( h->param.i_bframe+1, length );
 969     int best_cost = COST_MAX;
 970     int idx = 0;
 971
 972     /* Iterate over all currently possible paths */
 973     for( int path = 0; path < num_paths; path++ )
 974     {
 975         /* Add suffixes to the current path */
 976         int len = length - (path + 1);
 977         memcpy( paths[idx], best_paths[len % (X264_BFRAME_MAX+1)], len );
 978         memset( paths[idx]+len, 'B', path );
 979         strcpy( paths[idx]+len+path, "P" );
 980
 981         /* Calculate the actual cost of the current path */
 982         int cost = x264_slicetype_path_cost( h, a, frames, paths[idx], best_cost );
 983         if( cost < best_cost )
 984         {
 985             best_cost = cost;
 986             idx ^= 1;
 987         }
 988     }
 989
 990     /* Store the best path. */
 991     memcpy( best_paths[length % (X264_BFRAME_MAX+1)], paths[idx^1], length );
 992 }
 993
 994 static int scenecut_internal( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int print )
 995 {
 996     x264_frame_t *frame = frames[p1];
 997     x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, p0, p1, p1, 0 );
 998
 999     int icost = frame->i_cost_est[0][0];
1000     int pcost = frame->i_cost_est[p1-p0][0];
1001     float f_bias;
1002     int i_gop_size = frame->i_frame - h->lookahead->i_last_keyframe;
1003     float f_thresh_max = h->param.i_scenecut_threshold / 100.0;
1004     /* magic numbers pulled out of thin air */
1005     float f_thresh_min = f_thresh_max * 0.25;
1006     int res;
1007
1008     if( h->param.i_keyint_min == h->param.i_keyint_max )
1009         f_thresh_min = f_thresh_max;
1010     if( i_gop_size <= h->param.i_keyint_min / 4 || h->param.b_intra_refresh )
1011         f_bias = f_thresh_min / 4;
1012     else if( i_gop_size <= h->param.i_keyint_min )
1013         f_bias = f_thresh_min * i_gop_size / h->param.i_keyint_min;
1014     else
1015     {
1016         f_bias = f_thresh_min
1017                  + ( f_thresh_max - f_thresh_min )
1018                  * ( i_gop_size - h->param.i_keyint_min )
1019                  / ( h->param.i_keyint_max - h->param.i_keyint_min );
1020     }
1021
1022     res = pcost >= (1.0 - f_bias) * icost;
1023     if( res && print )
1024     {
1025         int imb = frame->i_intra_mbs[p1-p0];
1026         int pmb = NUM_MBS - imb;
1027         x264_log( h, X264_LOG_DEBUG, "scene cut at %d Icost:%d Pcost:%d ratio:%.4f bias:%.4f gop:%d (imb:%d pmb:%d)\n",
1028                   frame->i_frame,
1029                   icost, pcost, 1. - (double)pcost / icost,
1030                   f_bias, i_gop_size, imb, pmb );
1031     }
1032     return res;
1033 }
1034
1035 static int scenecut( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int real_scenecut, int num_frames )
1036 {
1037     /* Only do analysis during a normal scenecut check. */
1038     if( real_scenecut && h->param.i_bframe )
1039     {
1040         int maxp1 = p0 + 1;
1041         /* Look ahead to avoid coding short flashes as scenecuts. */
1042         if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_TRELLIS )
1043             /* Don't analyse any more frames than the trellis would have covered. */
1044             maxp1 += h->param.i_bframe;
1045         else
1046             maxp1++;
1047         maxp1 = X264_MIN( maxp1, num_frames );
1048
1049         /* Where A and B are scenes: AAAAAABBBAAAAAA
1050          * If BBB is shorter than (maxp1-p0), it is detected as a flash
1051          * and not considered a scenecut. */
1052         for( int curp1 = p1; curp1 <= maxp1; curp1++ )
1053             if( !scenecut_internal( h, a, frames, p0, curp1, 0 ) )
1054                 /* Any frame in between p0 and cur_p1 cannot be a real scenecut. */
1055                 for( int i = curp1; i > p0; i-- )
1056                     frames[i]->b_scenecut = 0;
1057
1058         /* Where A-F are scenes: AAAAABBCCDDEEFFFFFF
1059          * If each of BB ... EE are shorter than (maxp1-p0), they are
1060          * detected as flashes and not considered scenecuts.
1061          * Instead, the first F frame becomes a scenecut. */
1062         for( int curp0 = p0; curp0 < maxp1; curp0++ )
1063             if( scenecut_internal( h, a, frames, curp0, maxp1, 0 ) )
1064                 /* If cur_p0 is the p0 of a scenecut, it cannot be the p1 of a scenecut. */
1065                     frames[curp0]->b_scenecut = 0;
1066     }
1067
1068     /* Ignore frames that are part of a flash, i.e. cannot be real scenecuts. */
1069     if( !frames[p1]->b_scenecut )
1070         return 0;
1071     return scenecut_internal( h, a, frames, p0, p1, real_scenecut );
1072 }
1073
1074 void x264_slicetype_analyse( x264_t *h, int keyframe )
1075 {
1076     x264_mb_analysis_t a;
1077     x264_frame_t *frames[X264_LOOKAHEAD_MAX+3] = { NULL, };
1078     int num_frames, orig_num_frames, keyint_limit, framecnt;
1079     int i_mb_count = NUM_MBS;
1080     int cost1p0, cost2p0, cost1b1, cost2p1;
1081     int i_max_search = X264_MIN( h->lookahead->next.i_size, X264_LOOKAHEAD_MAX );
1082     int vbv_lookahead = h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->param.rc.i_lookahead;
1083     if( h->param.b_deterministic )
1084         i_max_search = X264_MIN( i_max_search, h->lookahead->i_slicetype_length + !keyframe );
1085
1086     assert( h->frames.b_have_lowres );
1087
1088     if( !h->lookahead->last_nonb )
1089         return;
1090     frames[0] = h->lookahead->last_nonb;
1091     for( framecnt = 0; framecnt < i_max_search && h->lookahead->next.list[framecnt]->i_type == X264_TYPE_AUTO; framecnt++ )
1092         frames[framecnt+1] = h->lookahead->next.list[framecnt];
1093
1094     if( !framecnt )
1095     {
1096         if( h->param.rc.b_mb_tree )
1097             x264_macroblock_tree( h, &a, frames, 0, keyframe );
1098         return;
1099     }
1100
1101     keyint_limit = h->param.i_keyint_max - frames[0]->i_frame + h->lookahead->i_last_keyframe - 1;
1102     orig_num_frames = num_frames = h->param.b_intra_refresh ? framecnt : X264_MIN( framecnt, keyint_limit );
1103
1104     x264_lowres_context_init( h, &a );
1105
1106     /* This is important psy-wise: if we have a non-scenecut keyframe,
1107      * there will be significant visual artifacts if the frames just before
1108      * go down in quality due to being referenced less, despite it being
1109      * more RD-optimal. */
1110     if( (h->param.analyse.b_psy && h->param.rc.b_mb_tree) || vbv_lookahead )
1111         num_frames = framecnt;
1112     else if( num_frames == 0 )
1113     {
1114         frames[1]->i_type = X264_TYPE_I;
1115         return;
1116     }
1117
1118     int num_bframes = 0;
1119     int num_analysed_frames = num_frames;
1120     int reset_start;
1121     if( h->param.i_scenecut_threshold && scenecut( h, &a, frames, 0, 1, 1, orig_num_frames ) )
1122     {
1123         frames[1]->i_type = X264_TYPE_I;
1124         return;
1125     }
1126
1127     if( h->param.i_bframe )
1128     {
1129         if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_TRELLIS )
1130         {
1131             if( num_frames > 1 )
1132             {
1133                 char best_paths[X264_BFRAME_MAX+1][X264_LOOKAHEAD_MAX] = {"","P"};
1134                 int best_path_index = (num_frames-1) % (X264_BFRAME_MAX+1);
1135
1136                 /* Perform the frametype analysis. */
1137                 for( int j = 2; j < num_frames; j++ )
1138                     x264_slicetype_path( h, &a, frames, j, best_paths );
1139
1140                 num_bframes = strspn( best_paths[best_path_index], "B" );
1141                 /* Load the results of the analysis into the frame types. */
1142                 for( int j = 1; j < num_frames; j++ )
1143                     frames[j]->i_type = best_paths[best_path_index][j-1] == 'B' ? X264_TYPE_B : X264_TYPE_P;
1144             }
1145             frames[num_frames]->i_type = X264_TYPE_P;
1146         }
1147         else if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_FAST )
1148         {
1149             for( int i = 0; i <= num_frames-2; )
1150             {
1151                 cost2p1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, i+2, i+2, 1 );
1152                 if( frames[i+2]->i_intra_mbs[2] > i_mb_count / 2 )
1153                 {
1154                     frames[i+1]->i_type = X264_TYPE_P;
1155                     frames[i+2]->i_type = X264_TYPE_P;
1156                     i += 2;
1157                     continue;
1158                 }
1159
1160                 cost1b1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, i+2, i+1, 0 );
1161                 cost1p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, i+1, i+1, 0 );
1162                 cost2p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+1, i+2, i+2, 0 );
1163
1164                 if( cost1p0 + cost2p0 < cost1b1 + cost2p1 )
1165                 {
1166                     frames[i+1]->i_type = X264_TYPE_P;
1167                     i += 1;
1168                     continue;
1169                 }
1170
1171                 // arbitrary and untuned
1172                 #define INTER_THRESH 300
1173                 #define P_SENS_BIAS (50 - h->param.i_bframe_bias)
1174                 frames[i+1]->i_type = X264_TYPE_B;
1175
1176                 int j;
1177                 for( j = i+2; j <= X264_MIN( i+h->param.i_bframe, num_frames-1 ); j++ )
1178                 {
1179                     int pthresh = X264_MAX(INTER_THRESH - P_SENS_BIAS * (j-i-1), INTER_THRESH/10);
1180                     int pcost = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, j+1, j+1, 1 );
1181                     if( pcost > pthresh*i_mb_count || frames[j+1]->i_intra_mbs[j-i+1] > i_mb_count/3 )
1182                         break;
1183                     frames[j]->i_type = X264_TYPE_B;
1184                 }
1185                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
1186                 i = j;
1187             }
1188             frames[num_frames]->i_type = X264_TYPE_P;
1189             num_bframes = 0;
1190             while( num_bframes < num_frames && frames[num_bframes+1]->i_type == X264_TYPE_B )
1191                 num_bframes++;
1192         }
1193         else
1194         {
1195             num_bframes = X264_MIN(num_frames-1, h->param.i_bframe);
1196             for( int j = 1; j < num_frames; j++ )
1197                 frames[j]->i_type = (j%(num_bframes+1)) ? X264_TYPE_B : X264_TYPE_P;
1198             frames[num_frames]->i_type = X264_TYPE_P;
1199         }
1200
1201         /* Check scenecut on the first minigop. */
1202         for( int j = 1; j < num_bframes+1; j++ )
1203             if( h->param.i_scenecut_threshold && scenecut( h, &a, frames, j, j+1, 0, orig_num_frames ) )
1204             {
1205                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
1206                 num_analysed_frames = j;
1207                 break;
1208             }
1209
1210         reset_start = keyframe ? 1 : X264_MIN( num_bframes+2, num_analysed_frames+1 );
1211     }
1212     else
1213     {
1214         for( int j = 1; j <= num_frames; j++ )
1215             frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
1216         reset_start = !keyframe + 1;
1217         num_bframes = 0;
1218     }
1219
1220     /* Perform the actual macroblock tree analysis.
1221      * Don't go farther than the maximum keyframe interval; this helps in short GOPs. */
1222     if( h->param.rc.b_mb_tree )
1223         x264_macroblock_tree( h, &a, frames, X264_MIN(num_frames, h->param.i_keyint_max), keyframe );
1224
1225     /* Enforce keyframe limit. */
1226     if( !h->param.b_intra_refresh )
1227         for( int i = keyint_limit+1; i <= num_frames; i += h->param.i_keyint_max )
1228         {
1229             frames[i]->i_type = X264_TYPE_I;
1230             reset_start = X264_MIN( reset_start, i+1 );
1231             if( h->param.i_open_gop == X264_OPEN_GOP_BLURAY )
1232                 while( IS_X264_TYPE_B( frames[i-1]->i_type ) )
1233                     i--;
1234         }
1235
1236     if( vbv_lookahead )
1237         x264_vbv_lookahead( h, &a, frames, num_frames, keyframe );
1238
1239     /* Restore frametypes for all frames that haven't actually been decided yet. */
1240     for( int j = reset_start; j <= num_frames; j++ )
1241         frames[j]->i_type = X264_TYPE_AUTO;
1242 }
1243
1244 void x264_slicetype_decide( x264_t *h )
1245 {
1246     x264_frame_t *frames[X264_BFRAME_MAX+2];
1247     x264_frame_t *frm;
1248     int bframes;
1249     int brefs;
1250
1251     if( !h->lookahead->next.i_size )
1252         return;
1253
1254     int lookahead_size = h->lookahead->next.i_size;
1255
1256     for( int i = 0; i < h->lookahead->next.i_size; i++ )
1257     {
1258         if( h->param.b_vfr_input )
1259         {
1260             if( lookahead_size-- > 1 )
1261                 h->lookahead->next.list[i]->i_duration = 2 * (h->lookahead->next.list[i+1]->i_pts - h->lookahead->next.list[i]->i_pts);
1262             else
1263                 h->lookahead->next.list[i]->i_duration = h->i_prev_duration;
1264         }
1265         else
1266             h->lookahead->next.list[i]->i_duration = delta_tfi_divisor[h->lookahead->next.list[i]->i_pic_struct];
1267         h->i_prev_duration = h->lookahead->next.list[i]->i_duration;
1268         h->lookahead->next.list[i]->f_duration = (double)h->lookahead->next.list[i]->i_duration
1269                                                * h->sps->vui.i_num_units_in_tick
1270                                                / h->sps->vui.i_time_scale;
1271
1272         if( h->lookahead->next.list[i]->i_frame > h->i_disp_fields_last_frame && lookahead_size > 0 )
1273         {
1274             h->lookahead->next.list[i]->i_field_cnt = h->i_disp_fields;
1275             h->i_disp_fields += h->lookahead->next.list[i]->i_duration;
1276             h->i_disp_fields_last_frame = h->lookahead->next.list[i]->i_frame;
1277         }
1278         else if( lookahead_size == 0 )
1279         {
1280             h->lookahead->next.list[i]->i_field_cnt = h->i_disp_fields;
1281             h->lookahead->next.list[i]->i_duration = h->i_prev_duration;
1282         }
1283     }
1284
1285     if( h->param.rc.b_stat_read )
1286     {
1287         /* Use the frame types from the first pass */
1288         for( int i = 0; i < h->lookahead->next.i_size; i++ )
1289             h->lookahead->next.list[i]->i_type =
1290                 x264_ratecontrol_slice_type( h, h->lookahead->next.list[i]->i_frame );
1291     }
1292     else if( (h->param.i_bframe && h->param.i_bframe_adaptive)
1293              || h->param.i_scenecut_threshold
1294              || h->param.rc.b_mb_tree
1295              || (h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->param.rc.i_lookahead) )
1296         x264_slicetype_analyse( h, 0 );
1297
1298     for( bframes = 0, brefs = 0;; bframes++ )
1299     {
1300         frm = h->lookahead->next.list[bframes];
1301         if( frm->i_type == X264_TYPE_BREF && h->param.i_bframe_pyramid < X264_B_PYRAMID_NORMAL &&
1302             brefs == h->param.i_bframe_pyramid )
1303         {
1304             frm->i_type = X264_TYPE_B;
1305             x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "B-ref at frame %d incompatible with B-pyramid %s \n",
1306                       frm->i_frame, x264_b_pyramid_names[h->param.i_bframe_pyramid] );
1307         }
1308         /* pyramid with multiple B-refs needs a big enough dpb that the preceding P-frame stays available.
1309            smaller dpb could be supported by smart enough use of mmco, but it's easier just to forbid it. */
1310         else if( frm->i_type == X264_TYPE_BREF && h->param.i_bframe_pyramid == X264_B_PYRAMID_NORMAL &&
1311             brefs && h->param.i_frame_reference <= (brefs+3) )
1312         {
1313             frm->i_type = X264_TYPE_B;
1314             x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "B-ref at frame %d incompatible with B-pyramid %s and %d reference frames\n",
1315                       frm->i_frame, x264_b_pyramid_names[h->param.i_bframe_pyramid], h->param.i_frame_reference );
1316         }
1317
1318         if( frm->i_type == X264_TYPE_KEYFRAME )
1319             frm->i_type = h->param.i_open_gop ? X264_TYPE_I : X264_TYPE_IDR;
1320
1321         /* Limit GOP size */
1322         if( (!h->param.b_intra_refresh || frm->i_frame == 0) && frm->i_frame - h->lookahead->i_last_keyframe >= h->param.i_keyint_max )
1323         {
1324             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO || frm->i_type == X264_TYPE_I )
1325                 frm->i_type = h->param.i_open_gop && h->lookahead->i_last_keyframe >= 0 ? X264_TYPE_I : X264_TYPE_IDR;
1326             int warn = frm->i_type != X264_TYPE_IDR;
1327             if( warn && h->param.i_open_gop )
1328                 warn &= frm->i_type != X264_TYPE_I;
1329             if( warn )
1330                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type (%d) at %d is not compatible with keyframe interval\n", frm->i_type, frm->i_frame );
1331         }
1332         if( frm->i_type == X264_TYPE_I && frm->i_frame - h->lookahead->i_last_keyframe >= h->param.i_keyint_min )
1333         {
1334             if( h->param.i_open_gop )
1335             {
1336                 h->lookahead->i_last_keyframe = frm->i_frame; // Use display order
1337                 if( h->param.i_open_gop == X264_OPEN_GOP_BLURAY )
1338                     h->lookahead->i_last_keyframe -= bframes; // Use bluray order
1339                 frm->b_keyframe = 1;
1340             }
1341             else
1342                 frm->i_type = X264_TYPE_IDR;
1343         }
1344         if( frm->i_type == X264_TYPE_IDR )
1345         {
1346             /* Close GOP */
1347             h->lookahead->i_last_keyframe = frm->i_frame;
1348             frm->b_keyframe = 1;
1349             if( bframes > 0 )
1350             {
1351                 bframes--;
1352                 h->lookahead->next.list[bframes]->i_type = X264_TYPE_P;
1353             }
1354         }
1355
1356         if( bframes == h->param.i_bframe ||
1357             !h->lookahead->next.list[bframes+1] )
1358         {
1359             if( IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
1360                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type is not compatible with max B-frames\n" );
1361             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO
1362                 || IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
1363                 frm->i_type = X264_TYPE_P;
1364         }
1365
1366         if( frm->i_type == X264_TYPE_BREF )
1367             brefs++;
1368
1369         if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO )
1370             frm->i_type = X264_TYPE_B;
1371
1372         else if( !IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) ) break;
1373     }
1374
1375     if( bframes )
1376         h->lookahead->next.list[bframes-1]->b_last_minigop_bframe = 1;
1377     h->lookahead->next.list[bframes]->i_bframes = bframes;
1378
1379     /* insert a bref into the sequence */
1380     if( h->param.i_bframe_pyramid && bframes > 1 && !brefs )
1381     {
1382         h->lookahead->next.list[bframes/2]->i_type = X264_TYPE_BREF;
1383         brefs++;
1384     }
1385
1386     /* calculate the frame costs ahead of time for x264_rc_analyse_slice while we still have lowres */
1387     if( h->param.rc.i_rc_method != X264_RC_CQP )
1388     {
1389         x264_mb_analysis_t a;
1390         int p0, p1, b;
1391         p1 = b = bframes + 1;
1392
1393         x264_lowres_context_init( h, &a );
1394
1395         frames[0] = h->lookahead->last_nonb;
1396         memcpy( &frames[1], h->lookahead->next.list, (bframes+1) * sizeof(x264_frame_t*) );
1397         if( IS_X264_TYPE_I( h->lookahead->next.list[bframes]->i_type ) )
1398             p0 = bframes + 1;
1399         else // P
1400             p0 = 0;
1401
1402         x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, p0, p1, b, 0 );
1403
1404         if( (p0 != p1 || bframes) && h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
1405         {
1406             /* We need the intra costs for row SATDs. */
1407             x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, b, b, b, 0 );
1408
1409             /* We need B-frame costs for row SATDs. */
1410             p0 = 0;
1411             for( b = 1; b <= bframes; b++ )
1412             {
1413                 if( frames[b]->i_type == X264_TYPE_B )
1414                     for( p1 = b; frames[p1]->i_type == X264_TYPE_B; )
1415                         p1++;
1416                 else
1417                     p1 = bframes + 1;
1418                 x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, p0, p1, b, 0 );
1419                 if( frames[b]->i_type == X264_TYPE_BREF )
1420                     p0 = b;
1421             }
1422         }
1423     }
1424
1425     /* Analyse for weighted P frames */
1426     if( !h->param.rc.b_stat_read && h->lookahead->next.list[bframes]->i_type == X264_TYPE_P
1427         && h->param.analyse.i_weighted_pred == X264_WEIGHTP_SMART )
1428     {
1429         x264_emms();
1430         x264_weights_analyse( h, h->lookahead->next.list[bframes], h->lookahead->last_nonb, 0 );
1431     }
1432
1433     /* shift sequence to coded order.
1434        use a small temporary list to avoid shifting the entire next buffer around */
1435     int i_coded = h->lookahead->next.list[0]->i_frame;
1436     if( bframes )
1437     {
1438         int idx_list[] = { brefs+1, 1 };
1439         for( int i = 0; i < bframes; i++ )
1440         {
1441             int idx = idx_list[h->lookahead->next.list[i]->i_type == X264_TYPE_BREF]++;
1442             frames[idx] = h->lookahead->next.list[i];
1443             frames[idx]->i_reordered_pts = h->lookahead->next.list[idx]->i_pts;
1444         }
1445         frames[0] = h->lookahead->next.list[bframes];
1446         frames[0]->i_reordered_pts = h->lookahead->next.list[0]->i_pts;
1447         memcpy( h->lookahead->next.list, frames, (bframes+1) * sizeof(x264_frame_t*) );
1448     }
1449
1450     for( int i = 0; i <= bframes; i++ )
1451     {
1452         h->lookahead->next.list[i]->i_coded = i_coded++;
1453         if( i )
1454         {
1455             x264_calculate_durations( h, h->lookahead->next.list[i], h->lookahead->next.list[i-1], &h->i_cpb_delay, &h->i_coded_fields );
1456             h->lookahead->next.list[0]->f_planned_cpb_duration[i-1] = (double)h->lookahead->next.list[i-1]->i_cpb_duration *
1457                                                                       h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
1458         }
1459         else
1460             x264_calculate_durations( h, h->lookahead->next.list[i], NULL, &h->i_cpb_delay, &h->i_coded_fields );
1461
1462         h->lookahead->next.list[0]->f_planned_cpb_duration[i] = (double)h->lookahead->next.list[i]->i_cpb_duration *
1463                                                                 h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
1464     }
1465 }
1466
1467 int x264_rc_analyse_slice( x264_t *h )
1468 {
1469     int p0 = 0, p1, b;
1470     int cost;
1471     x264_emms();
1472
1473     if( IS_X264_TYPE_I(h->fenc->i_type) )
1474         p1 = b = 0;
1475     else if( h->fenc->i_type == X264_TYPE_P )
1476         p1 = b = h->fenc->i_bframes + 1;
1477     else //B
1478     {
1479         p1 = (h->fref1[0]->i_poc - h->fref0[0]->i_poc)/2;
1480         b  = (h->fenc->i_poc - h->fref0[0]->i_poc)/2;
1481     }
1482     /* We don't need to assign p0/p1 since we are not performing any real analysis here. */
1483     x264_frame_t **frames = &h->fenc - b;
1484
1485     /* cost should have been already calculated by x264_slicetype_decide */
1486     cost = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
1487     assert( cost >= 0 );
1488
1489     if( h->param.rc.b_mb_tree && !h->param.rc.b_stat_read )
1490     {
1491         cost = x264_slicetype_frame_cost_recalculate( h, frames, p0, p1, b );
1492         if( b && h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
1493             x264_slicetype_frame_cost_recalculate( h, frames, b, b, b );
1494     }
1495     /* In AQ, use the weighted score instead. */
1496     else if( h->param.rc.i_aq_mode )
1497         cost = frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b];
1498
1499     h->fenc->i_row_satd = h->fenc->i_row_satds[b-p0][p1-b];
1500     h->fdec->i_row_satd = h->fdec->i_row_satds[b-p0][p1-b];
1501     h->fdec->i_satd = cost;
1502     memcpy( h->fdec->i_row_satd, h->fenc->i_row_satd, h->mb.i_mb_height * sizeof(int) );
1503     if( !IS_X264_TYPE_I(h->fenc->i_type) )
1504         memcpy( h->fdec->i_row_satds[0][0], h->fenc->i_row_satds[0][0], h->mb.i_mb_height * sizeof(int) );
1505
1506     if( h->param.b_intra_refresh && h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->fenc->i_type == X264_TYPE_P )
1507     {
1508         int ip_factor = 256 * h->param.rc.f_ip_factor; /* fix8 */
1509         for( int y = 0; y < h->mb.i_mb_height; y++ )
1510         {
1511             int mb_xy = y * h->mb.i_mb_stride;
1512             for( int x = h->fdec->i_pir_start_col; x <= h->fdec->i_pir_end_col; x++, mb_xy++ )
1513             {
1514                 int intra_cost = (h->fenc->i_intra_cost[mb_xy] * ip_factor + 128) >> 8;
1515                 int inter_cost = h->fenc->lowres_costs[b-p0][p1-b][mb_xy] & LOWRES_COST_MASK;
1516                 int diff = intra_cost - inter_cost;
1517                 if( h->param.rc.i_aq_mode )
1518                     h->fdec->i_row_satd[y] += (diff * frames[b]->i_inv_qscale_factor[mb_xy] + 128) >> 8;
1519                 else
1520                     h->fdec->i_row_satd[y] += diff;
1521                 cost += diff;
1522             }
1523         }
1524     }
1525
1526     return cost;
1527 }