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

   1 /*****************************************************************************
   2  * slicetype.c: h264 encoder library
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2005-2008 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
  25 #include <math.h>
  26
  27 #include "common/common.h"
  28 #include "macroblock.h"
  29 #include "me.h"
  30
  31 // Indexed by pic_struct values
  32 static const uint8_t delta_tfi_divisor[10] = { 0, 2, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 6 };
  33
  34 static int x264_slicetype_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
  35                                       x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
  36                                       int b_intra_penalty );
  37
  38 static void x264_lowres_context_init( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a )
  39 {
  40     a->i_qp = X264_LOOKAHEAD_QP;
  41     a->i_lambda = x264_lambda_tab[ a->i_qp ];
  42     x264_mb_analyse_load_costs( h, a );
  43     if( h->param.analyse.i_subpel_refine > 1 )
  44     {
  45         h->mb.i_me_method = X264_MIN( X264_ME_HEX, h->param.analyse.i_me_method );
  46         h->mb.i_subpel_refine = 4;
  47     }
  48     else
  49     {
  50         h->mb.i_me_method = X264_ME_DIA;
  51         h->mb.i_subpel_refine = 2;
  52     }
  53     h->mb.b_chroma_me = 0;
  54 }
  55
  56 /* makes a non-h264 weight (i.e. fix7), into an h264 weight */
  57 static void x264_weight_get_h264( unsigned int weight_nonh264, int offset, x264_weight_t *w )
  58 {
  59     w->i_offset = offset;
  60     w->i_denom = 7;
  61     w->i_scale = weight_nonh264;
  62     while( w->i_denom > 0 && (w->i_scale > 127 || !(w->i_scale & 1)) )
  63     {
  64         w->i_denom--;
  65         w->i_scale >>= 1;
  66     }
  67     w->i_scale = X264_MIN( w->i_scale, 127 );
  68 }
  69
  70 static NOINLINE pixel *x264_weight_cost_init_luma( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, x264_frame_t *ref, pixel *dest )
  71 {
  72     int ref0_distance = fenc->i_frame - ref->i_frame - 1;
  73     /* Note: this will never run during lookahead as weights_analyse is only called if no
  74      * motion search has been done. */
  75     if( fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][0][0] != 0x7FFF )
  76     {
  77         int i_stride = fenc->i_stride_lowres;
  78         int i_lines = fenc->i_lines_lowres;
  79         int i_width = fenc->i_width_lowres;
  80         int i_mb_xy = 0;
  81         pixel *p = dest;
  82
  83         for( int y = 0; y < i_lines; y += 8, p += i_stride*8 )
  84             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, i_mb_xy++ )
  85             {
  86                 int mvx = fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][i_mb_xy][0];
  87                 int mvy = fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][i_mb_xy][1];
  88                 h->mc.mc_luma( p+x, i_stride, ref->lowres, i_stride,
  89                                mvx+(x<<2), mvy+(y<<2), 8, 8, weight_none );
  90             }
  91         x264_emms();
  92         return dest;
  93     }
  94     x264_emms();
  95     return ref->lowres[0];
  96 }
  97
  98 static NOINLINE unsigned int x264_weight_cost( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, pixel *src, x264_weight_t *w )
  99 {
 100     unsigned int cost = 0;
 101     int i_stride = fenc->i_stride_lowres;
 102     int i_lines = fenc->i_lines_lowres;
 103     int i_width = fenc->i_width_lowres;
 104     pixel *fenc_plane = fenc->lowres[0];
 105     ALIGNED_ARRAY_8( pixel, buf,[8*8] );
 106     int pixoff = 0;
 107     int i_mb = 0;
 108
 109     if( w )
 110     {
 111         for( int y = 0; y < i_lines; y += 8, pixoff = y*i_stride )
 112             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, i_mb++, pixoff += 8)
 113             {
 114                 w->weightfn[8>>2]( buf, 8, &src[pixoff], i_stride, w, 8 );
 115                 cost += X264_MIN( h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( buf, 8, &fenc_plane[pixoff], i_stride ), fenc->i_intra_cost[i_mb] );
 116             }
 117         /* Add cost of weights in the slice header. */
 118         int numslices;
 119         if( h->param.i_slice_count )
 120             numslices = h->param.i_slice_count;
 121         else if( h->param.i_slice_max_mbs )
 122             numslices = (h->mb.i_mb_width * h->mb.i_mb_height + h->param.i_slice_max_mbs-1) / h->param.i_slice_max_mbs;
 123         else
 124             numslices = 1;
 125         /* FIXME: find a way to account for --slice-max-size?
 126          * 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.
 127          * Since using lowres frames, assume lambda = 1. */
 128         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 ) ) );
 129     }
 130     else
 131         for( int y = 0; y < i_lines; y += 8, pixoff = y*i_stride )
 132             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, i_mb++, pixoff += 8 )
 133                 cost += X264_MIN( h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( &src[pixoff], i_stride, &fenc_plane[pixoff], i_stride ), fenc->i_intra_cost[i_mb] );
 134     x264_emms();
 135     return cost;
 136 }
 137
 138 void x264_weights_analyse( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, x264_frame_t *ref, int b_lookahead )
 139 {
 140     float fenc_mean, ref_mean, fenc_var, ref_var;
 141     int offset_search;
 142     int minoff, minscale, mindenom;
 143     unsigned int minscore, origscore;
 144     int i_delta_index = fenc->i_frame - ref->i_frame - 1;
 145     /* epsilon is chosen to require at least a numerator of 127 (with denominator = 128) */
 146     const float epsilon = 1.0/128.0;
 147     float guess_scale;
 148     int found;
 149     x264_weight_t *weights = fenc->weight[0];
 150
 151     fenc_var = round( sqrt( fenc->i_pixel_ssd[0] ) );
 152     ref_var  = round( sqrt(  ref->i_pixel_ssd[0] ) );
 153     fenc_mean = (float)fenc->i_pixel_sum[0] / (fenc->i_lines[0] * fenc->i_width[0]);
 154     ref_mean  = (float) ref->i_pixel_sum[0] / (fenc->i_lines[0] * fenc->i_width[0]);
 155
 156     //early termination
 157     if( fabs( ref_mean - fenc_mean ) < 0.5 && fabs( 1 - fenc_var / ref_var ) < epsilon )
 158     {
 159         SET_WEIGHT( weights[0], 0, 1, 0, 0 );
 160         return;
 161     }
 162
 163     guess_scale = ref_var ? fenc_var/ref_var : 0;
 164     x264_weight_get_h264( round( guess_scale * 128 ), 0, &weights[0] );
 165
 166     found = 0;
 167     mindenom = weights[0].i_denom;
 168     minscale = weights[0].i_scale;
 169     minoff = 0;
 170     offset_search = x264_clip3( floor( fenc_mean - ref_mean * minscale / (1 << mindenom) + 0.5f*b_lookahead ), -128, 126 );
 171
 172     if( !fenc->b_intra_calculated )
 173     {
 174         x264_mb_analysis_t a;
 175         x264_lowres_context_init( h, &a );
 176         x264_slicetype_frame_cost( h, &a, &fenc, 0, 0, 0, 0 );
 177     }
 178     pixel *mcbuf = x264_weight_cost_init_luma( h, fenc, ref, h->mb.p_weight_buf[0] );
 179     origscore = minscore = x264_weight_cost( h, fenc, mcbuf, 0 );
 180
 181     if( !minscore )
 182     {
 183         SET_WEIGHT( weights[0], 0, 1, 0, 0 );
 184         return;
 185     }
 186
 187     // This gives a slight improvement due to rounding errors but only tests
 188     // one offset on lookahead.
 189     // TODO: currently searches only offset +1. try other offsets/multipliers/combinations thereof?
 190     for( int i_off = offset_search; i_off <= offset_search+!b_lookahead; i_off++ )
 191     {
 192         SET_WEIGHT( weights[0], 1, minscale, mindenom, i_off );
 193         unsigned int s = x264_weight_cost( h, fenc, mcbuf, &weights[0] );
 194         COPY3_IF_LT( minscore, s, minoff, i_off, found, 1 );
 195     }
 196     x264_emms();
 197
 198     /* FIXME: More analysis can be done here on SAD vs. SATD termination. */
 199     /* 0.2% termination derived experimentally to avoid weird weights in frames that are mostly intra. */
 200     if( !found || (minscale == 1<<mindenom && minoff == 0) || (float)minscore / origscore > 0.998 )
 201     {
 202         SET_WEIGHT( weights[0], 0, 1, 0, 0 );
 203         return;
 204     }
 205     else
 206         SET_WEIGHT( weights[0], 1, minscale, mindenom, minoff );
 207
 208     if( h->param.analyse.i_weighted_pred == X264_WEIGHTP_FAKE && weights[0].weightfn )
 209         fenc->f_weighted_cost_delta[i_delta_index] = (float)minscore / origscore;
 210
 211     if( weights[0].weightfn && b_lookahead )
 212     {
 213         //scale lowres in lookahead for slicetype_frame_cost
 214         pixel *src = ref->buffer_lowres[0];
 215         pixel *dst = h->mb.p_weight_buf[0];
 216         int width = ref->i_width_lowres + PADH*2;
 217         int height = ref->i_lines_lowres + PADV*2;
 218         x264_weight_scale_plane( h, dst, ref->i_stride_lowres, src, ref->i_stride_lowres,
 219                                  width, height, &weights[0] );
 220         fenc->weighted[0] = h->mb.p_weight_buf[0] + PADH + ref->i_stride_lowres * PADV;
 221     }
 222 }
 223
 224 static void x264_slicetype_mb_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
 225                                     x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
 226                                     int dist_scale_factor, int do_search[2], const x264_weight_t *w )
 227 {
 228     x264_frame_t *fref0 = frames[p0];
 229     x264_frame_t *fref1 = frames[p1];
 230     x264_frame_t *fenc  = frames[b];
 231     const int b_bidir = (b < p1);
 232     const int i_mb_x = h->mb.i_mb_x;
 233     const int i_mb_y = h->mb.i_mb_y;
 234     const int i_mb_stride = h->mb.i_mb_width;
 235     const int i_mb_xy = i_mb_x + i_mb_y * i_mb_stride;
 236     const int i_stride = fenc->i_stride_lowres;
 237     const int i_pel_offset = 8 * (i_mb_x + i_mb_y * i_stride);
 238     const int i_bipred_weight = h->param.analyse.b_weighted_bipred ? 64 - (dist_scale_factor>>2) : 32;
 239     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] };
 240     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] };
 241     int b_frame_score_mb = (i_mb_x > 0 && i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1 &&
 242                             i_mb_y > 0 && i_mb_y < h->mb.i_mb_height - 1) ||
 243                             h->mb.i_mb_width <= 2 || h->mb.i_mb_height <= 2;
 244
 245     ALIGNED_ARRAY_8( pixel, pix1,[9*FDEC_STRIDE] );
 246     pixel *pix2 = pix1+8;
 247     x264_me_t m[2];
 248     int i_bcost = COST_MAX;
 249     int list_used = 0;
 250
 251     h->mb.pic.p_fenc[0] = h->mb.pic.fenc_buf;
 252     h->mc.copy[PIXEL_8x8]( h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE, &fenc->lowres[0][i_pel_offset], i_stride, 8 );
 253
 254     if( p0 == p1 )
 255         goto lowres_intra_mb;
 256
 257     // no need for h->mb.mv_min[]
 258     h->mb.mv_min_fpel[0] = -8*h->mb.i_mb_x - 4;
 259     h->mb.mv_max_fpel[0] = 8*( h->mb.i_mb_width - h->mb.i_mb_x - 1 ) + 4;
 260     h->mb.mv_min_spel[0] = 4*( h->mb.mv_min_fpel[0] - 8 );
 261     h->mb.mv_max_spel[0] = 4*( h->mb.mv_max_fpel[0] + 8 );
 262     if( h->mb.i_mb_x >= h->mb.i_mb_width - 2 )
 263     {
 264         h->mb.mv_min_fpel[1] = -8*h->mb.i_mb_y - 4;
 265         h->mb.mv_max_fpel[1] = 8*( h->mb.i_mb_height - h->mb.i_mb_y - 1 ) + 4;
 266         h->mb.mv_min_spel[1] = 4*( h->mb.mv_min_fpel[1] - 8 );
 267         h->mb.mv_max_spel[1] = 4*( h->mb.mv_max_fpel[1] + 8 );
 268     }
 269
 270 #define LOAD_HPELS_LUMA(dst, src) \
 271     { \
 272         (dst)[0] = &(src)[0][i_pel_offset]; \
 273         (dst)[1] = &(src)[1][i_pel_offset]; \
 274         (dst)[2] = &(src)[2][i_pel_offset]; \
 275         (dst)[3] = &(src)[3][i_pel_offset]; \
 276     }
 277 #define LOAD_WPELS_LUMA(dst,src) \
 278     (dst) = &(src)[i_pel_offset];
 279
 280 #define CLIP_MV( mv ) \
 281     { \
 282         mv[0] = x264_clip3( mv[0], h->mb.mv_min_spel[0], h->mb.mv_max_spel[0] ); \
 283         mv[1] = x264_clip3( mv[1], h->mb.mv_min_spel[1], h->mb.mv_max_spel[1] ); \
 284     }
 285 #define TRY_BIDIR( mv0, mv1, penalty ) \
 286     { \
 287         int i_cost; \
 288         if( h->param.analyse.i_subpel_refine <= 1 ) \
 289         { \
 290             int hpel_idx1 = (((mv0)[0]&2)>>1) + ((mv0)[1]&2); \
 291             int hpel_idx2 = (((mv1)[0]&2)>>1) + ((mv1)[1]&2); \
 292             pixel *src1 = m[0].p_fref[hpel_idx1] + ((mv0)[0]>>2) + ((mv0)[1]>>2) * m[0].i_stride[0]; \
 293             pixel *src2 = m[1].p_fref[hpel_idx2] + ((mv1)[0]>>2) + ((mv1)[1]>>2) * m[1].i_stride[0]; \
 294             h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, src1, m[0].i_stride[0], src2, m[1].i_stride[0], i_bipred_weight ); \
 295         } \
 296         else \
 297         { \
 298             int stride1 = 16, stride2 = 16; \
 299             pixel *src1, *src2; \
 300             src1 = h->mc.get_ref( pix1, &stride1, m[0].p_fref, m[0].i_stride[0], \
 301                                   (mv0)[0], (mv0)[1], 8, 8, w ); \
 302             src2 = h->mc.get_ref( pix2, &stride2, m[1].p_fref, m[1].i_stride[0], \
 303                                   (mv1)[0], (mv1)[1], 8, 8, w ); \
 304             h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, src1, stride1, src2, stride2, i_bipred_weight ); \
 305         } \
 306         i_cost = penalty + h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( \
 307                            m[0].p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix1, 16 ); \
 308         COPY2_IF_LT( i_bcost, i_cost, list_used, 3 ); \
 309     }
 310
 311     m[0].i_pixel = PIXEL_8x8;
 312     m[0].p_cost_mv = a->p_cost_mv;
 313     m[0].i_stride[0] = i_stride;
 314     m[0].p_fenc[0] = h->mb.pic.p_fenc[0];
 315     m[0].weight = w;
 316     m[0].i_ref = 0;
 317     LOAD_HPELS_LUMA( m[0].p_fref, fref0->lowres );
 318     m[0].p_fref_w = m[0].p_fref[0];
 319     if( w[0].weightfn )
 320         LOAD_WPELS_LUMA( m[0].p_fref_w, fenc->weighted[0] );
 321
 322     if( b_bidir )
 323     {
 324         int16_t *mvr = fref1->lowres_mvs[0][p1-p0-1][i_mb_xy];
 325         ALIGNED_ARRAY_8( int16_t, dmv,[2],[2] );
 326
 327         m[1].i_pixel = PIXEL_8x8;
 328         m[1].p_cost_mv = a->p_cost_mv;
 329         m[1].i_stride[0] = i_stride;
 330         m[1].p_fenc[0] = h->mb.pic.p_fenc[0];
 331         m[1].i_ref = 0;
 332         m[1].weight = weight_none;
 333         LOAD_HPELS_LUMA( m[1].p_fref, fref1->lowres );
 334         m[1].p_fref_w = m[1].p_fref[0];
 335
 336         dmv[0][0] = ( mvr[0] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 337         dmv[0][1] = ( mvr[1] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 338         dmv[1][0] = dmv[0][0] - mvr[0];
 339         dmv[1][1] = dmv[0][1] - mvr[1];
 340         CLIP_MV( dmv[0] );
 341         CLIP_MV( dmv[1] );
 342         if( h->param.analyse.i_subpel_refine <= 1 )
 343             M64( dmv ) &= ~0x0001000100010001ULL; /* mv & ~1 */
 344
 345         TRY_BIDIR( dmv[0], dmv[1], 0 );
 346         if( M64( dmv ) )
 347         {
 348             int i_cost;
 349             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 );
 350             i_cost = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( m[0].p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix1, 16 );
 351             COPY2_IF_LT( i_bcost, i_cost, list_used, 3 );
 352         }
 353     }
 354
 355     for( int l = 0; l < 1 + b_bidir; l++ )
 356     {
 357         if( do_search[l] )
 358         {
 359             int i_mvc = 0;
 360             int16_t (*fenc_mv)[2] = fenc_mvs[l];
 361             ALIGNED_4( int16_t mvc[4][2] );
 362
 363             /* Reverse-order MV prediction. */
 364             M32( mvc[0] ) = 0;
 365             M32( mvc[2] ) = 0;
 366 #define MVC(mv) { CP32( mvc[i_mvc], mv ); i_mvc++; }
 367             if( i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1 )
 368                 MVC( fenc_mv[1] );
 369             if( i_mb_y < h->mb.i_mb_height - 1 )
 370             {
 371                 MVC( fenc_mv[i_mb_stride] );
 372                 if( i_mb_x > 0 )
 373                     MVC( fenc_mv[i_mb_stride-1] );
 374                 if( i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1 )
 375                     MVC( fenc_mv[i_mb_stride+1] );
 376             }
 377 #undef MVC
 378             if( i_mvc <= 1 )
 379                 CP32( m[l].mvp, mvc[0] );
 380             else
 381                 x264_median_mv( m[l].mvp, mvc[0], mvc[1], mvc[2] );
 382
 383             /* Fast skip for cases of near-zero residual.  Shortcut: don't bother except in the mv0 case,
 384              * since anything else is likely to have enough residual to not trigger the skip. */
 385             if( !M32( m[l].mvp ) )
 386             {
 387                 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] );
 388                 if( m[l].cost < 64 )
 389                 {
 390                     M32( m[l].mv ) = 0;
 391                     goto skip_motionest;
 392                 }
 393             }
 394
 395             x264_me_search( h, &m[l], mvc, i_mvc );
 396             m[l].cost -= 2; // remove mvcost from skip mbs
 397             if( M32( m[l].mv ) )
 398                 m[l].cost += 5;
 399
 400 skip_motionest:
 401             CP32( fenc_mvs[l], m[l].mv );
 402             *fenc_costs[l] = m[l].cost;
 403         }
 404         else
 405         {
 406             CP32( m[l].mv, fenc_mvs[l] );
 407             m[l].cost = *fenc_costs[l];
 408         }
 409         COPY2_IF_LT( i_bcost, m[l].cost, list_used, l+1 );
 410     }
 411
 412     if( b_bidir && ( M32( m[0].mv ) || M32( m[1].mv ) ) )
 413         TRY_BIDIR( m[0].mv, m[1].mv, 5 );
 414
 415 lowres_intra_mb:
 416     if( !fenc->b_intra_calculated )
 417     {
 418         ALIGNED_ARRAY_16( pixel, edge,[33] );
 419         pixel *pix = &pix1[8+FDEC_STRIDE - 1];
 420         pixel *src = &fenc->lowres[0][i_pel_offset - 1];
 421         const int intra_penalty = 5;
 422         int satds[3];
 423
 424         memcpy( pix-FDEC_STRIDE, src-i_stride, 17 * sizeof(pixel) );
 425         for( int i = 0; i < 8; i++ )
 426             pix[i*FDEC_STRIDE] = src[i*i_stride];
 427         pix++;
 428
 429         if( h->pixf.intra_mbcmp_x3_8x8c )
 430             h->pixf.intra_mbcmp_x3_8x8c( h->mb.pic.p_fenc[0], pix, satds );
 431         else
 432         {
 433             for( int i = 0; i < 3; i++ )
 434             {
 435                 h->predict_8x8c[i]( pix );
 436                 satds[i] = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 437             }
 438         }
 439         int i_icost = X264_MIN3( satds[0], satds[1], satds[2] );
 440
 441         if( h->param.analyse.i_subpel_refine > 1 )
 442         {
 443             h->predict_8x8c[I_PRED_CHROMA_P]( pix );
 444             int 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             h->predict_8x8_filter( pix, edge, ALL_NEIGHBORS, ALL_NEIGHBORS );
 447             for( int i = 3; i < 9; i++ )
 448             {
 449                 h->predict_8x8[i]( pix, edge );
 450                 satd = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 451                 i_icost = X264_MIN( i_icost, satd );
 452             }
 453         }
 454
 455         i_icost += intra_penalty;
 456         fenc->i_intra_cost[i_mb_xy] = i_icost;
 457         if( b_frame_score_mb )
 458         {
 459             int *row_satd_intra = frames[b]->i_row_satds[0][0];
 460             int i_icost_aq = i_icost;
 461             if( h->param.rc.i_aq_mode )
 462                 i_icost_aq = (i_icost_aq * frames[b]->i_inv_qscale_factor[i_mb_xy] + 128) >> 8;
 463             fenc->i_cost_est[0][0] += i_icost;
 464             fenc->i_cost_est_aq[0][0] += i_icost_aq;
 465             row_satd_intra[h->mb.i_mb_y] += i_icost_aq;
 466         }
 467     }
 468
 469     /* forbid intra-mbs in B-frames, because it's rare and not worth checking */
 470     /* FIXME: Should we still forbid them now that we cache intra scores? */
 471     if( !b_bidir )
 472     {
 473         int i_icost = fenc->i_intra_cost[i_mb_xy];
 474         int b_intra = i_icost < i_bcost;
 475         if( b_intra )
 476         {
 477             i_bcost = i_icost;
 478             list_used = 0;
 479         }
 480         if( b_frame_score_mb )
 481             fenc->i_intra_mbs[b-p0] += b_intra;
 482     }
 483
 484     /* In an I-frame, we've already added the results above in the intra section. */
 485     if( p0 != p1 )
 486     {
 487         int i_bcost_aq = i_bcost;
 488         if( h->param.rc.i_aq_mode )
 489             i_bcost_aq = (i_bcost_aq * frames[b]->i_inv_qscale_factor[i_mb_xy] + 128) >> 8;
 490         fenc->i_row_satds[b-p0][p1-b][h->mb.i_mb_y] += i_bcost_aq;
 491         if( b_frame_score_mb )
 492         {
 493             /* Don't use AQ-weighted costs for slicetype decision, only for ratecontrol. */
 494             frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b] += i_bcost;
 495             frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b] += i_bcost_aq;
 496         }
 497     }
 498
 499     fenc->lowres_costs[b-p0][p1-b][i_mb_xy] = i_bcost + (list_used << LOWRES_COST_SHIFT);
 500 }
 501 #undef TRY_BIDIR
 502
 503 #define NUM_MBS\
 504    (h->mb.i_mb_width > 2 && h->mb.i_mb_height > 2 ?\
 505    (h->mb.i_mb_width - 2) * (h->mb.i_mb_height - 2) :\
 506     h->mb.i_mb_width * h->mb.i_mb_height)
 507
 508 static int x264_slicetype_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
 509                                       x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
 510                                       int b_intra_penalty )
 511 {
 512     int i_score = 0;
 513     int do_search[2];
 514     const x264_weight_t *w = weight_none;
 515     /* Check whether we already evaluated this frame
 516      * If we have tried this frame as P, then we have also tried
 517      * the preceding frames as B. (is this still true?) */
 518     /* Also check that we already calculated the row SATDs for the current frame. */
 519     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) )
 520         i_score = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 521     else
 522     {
 523         int dist_scale_factor = 128;
 524         int *row_satd = frames[b]->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 525         int *row_satd_intra = frames[b]->i_row_satds[0][0];
 526
 527         /* For each list, check to see whether we have lowres motion-searched this reference frame before. */
 528         do_search[0] = b != p0 && frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] == 0x7FFF;
 529         do_search[1] = b != p1 && frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] == 0x7FFF;
 530         if( do_search[0] )
 531         {
 532             if( ( h->param.analyse.i_weighted_pred == X264_WEIGHTP_SMART ||
 533                   h->param.analyse.i_weighted_pred == X264_WEIGHTP_FAKE ) && b == p1 )
 534             {
 535                 x264_emms();
 536                 x264_weights_analyse( h, frames[b], frames[p0], 1 );
 537                 w = frames[b]->weight[0];
 538             }
 539             frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] = 0;
 540         }
 541         if( do_search[1] ) frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] = 0;
 542
 543         if( b == p1 )
 544             frames[b]->i_intra_mbs[b-p0] = 0;
 545         if( !frames[b]->b_intra_calculated )
 546         {
 547             frames[b]->i_cost_est[0][0] = 0;
 548             frames[b]->i_cost_est_aq[0][0] = 0;
 549         }
 550         if( p1 != p0 )
 551             dist_scale_factor = ( ((b-p0) << 8) + ((p1-p0) >> 1) ) / (p1-p0);
 552
 553         frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b] = 0;
 554         frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b] = 0;
 555
 556         /* Lowres lookahead goes backwards because the MVs are used as predictors in the main encode.
 557          * This considerably improves MV prediction overall. */
 558
 559         /* The edge mbs seem to reduce the predictive quality of the
 560          * whole frame's score, but are needed for a spatial distribution. */
 561         if( h->param.rc.b_mb_tree || h->param.rc.i_vbv_buffer_size ||
 562             h->mb.i_mb_width <= 2 || h->mb.i_mb_height <= 2 )
 563         {
 564             for( h->mb.i_mb_y = h->mb.i_mb_height - 1; h->mb.i_mb_y >= 0; h->mb.i_mb_y-- )
 565             {
 566                 row_satd[h->mb.i_mb_y] = 0;
 567                 if( !frames[b]->b_intra_calculated )
 568                     row_satd_intra[h->mb.i_mb_y] = 0;
 569                 for( h->mb.i_mb_x = h->mb.i_mb_width - 1; h->mb.i_mb_x >= 0; h->mb.i_mb_x-- )
 570                     x264_slicetype_mb_cost( h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search, w );
 571             }
 572         }
 573         else
 574         {
 575             for( h->mb.i_mb_y = h->mb.i_mb_height - 2; h->mb.i_mb_y >= 1; h->mb.i_mb_y-- )
 576                 for( h->mb.i_mb_x = h->mb.i_mb_width - 2; h->mb.i_mb_x >= 1; h->mb.i_mb_x-- )
 577                     x264_slicetype_mb_cost( h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search, w );
 578         }
 579
 580         i_score = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 581         if( b != p1 )
 582             i_score = (uint64_t)i_score * 100 / (120 + h->param.i_bframe_bias);
 583         else
 584             frames[b]->b_intra_calculated = 1;
 585
 586         frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b] = i_score;
 587         x264_emms();
 588     }
 589
 590     if( b_intra_penalty )
 591     {
 592         // arbitrary penalty for I-blocks after B-frames
 593         int nmb = NUM_MBS;
 594         i_score += i_score * frames[b]->i_intra_mbs[b-p0] / (nmb * 8);
 595     }
 596     return i_score;
 597 }
 598
 599 /* If MB-tree changes the quantizers, we need to recalculate the frame cost without
 600  * re-running lookahead. */
 601 static int x264_slicetype_frame_cost_recalculate( x264_t *h, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b )
 602 {
 603     int i_score = 0;
 604     int *row_satd = frames[b]->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 605     float *qp_offset = IS_X264_TYPE_B(frames[b]->i_type) ? frames[b]->f_qp_offset_aq : frames[b]->f_qp_offset;
 606     x264_emms();
 607     for( h->mb.i_mb_y = h->mb.i_mb_height - 1; h->mb.i_mb_y >= 0; h->mb.i_mb_y-- )
 608     {
 609         row_satd[ h->mb.i_mb_y ] = 0;
 610         for( h->mb.i_mb_x = h->mb.i_mb_width - 1; h->mb.i_mb_x >= 0; h->mb.i_mb_x-- )
 611         {
 612             int i_mb_xy = h->mb.i_mb_x + h->mb.i_mb_y*h->mb.i_mb_stride;
 613             int i_mb_cost = frames[b]->lowres_costs[b-p0][p1-b][i_mb_xy] & LOWRES_COST_MASK;
 614             float qp_adj = qp_offset[i_mb_xy];
 615             i_mb_cost = (i_mb_cost * x264_exp2fix8(qp_adj) + 128) >> 8;
 616             row_satd[ h->mb.i_mb_y ] += i_mb_cost;
 617             if( (h->mb.i_mb_y > 0 && h->mb.i_mb_y < h->mb.i_mb_height - 1 &&
 618                  h->mb.i_mb_x > 0 && h->mb.i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1) ||
 619                  h->mb.i_mb_width <= 2 || h->mb.i_mb_height <= 2 )
 620             {
 621                 i_score += i_mb_cost;
 622             }
 623         }
 624     }
 625     return i_score;
 626 }
 627
 628 static void x264_macroblock_tree_finish( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int ref0_distance )
 629 {
 630     x264_emms();
 631     float weightdelta = 0.0;
 632     if( ref0_distance && frame->f_weighted_cost_delta[ref0_distance-1] > 0 )
 633         weightdelta = (1.0 - frame->f_weighted_cost_delta[ref0_distance-1]);
 634
 635     /* Allow the strength to be adjusted via qcompress, since the two
 636      * concepts are very similar. */
 637     float strength = 5.0f * (1.0f - h->param.rc.f_qcompress);
 638     for( int mb_index = 0; mb_index < h->mb.i_mb_count; mb_index++ )
 639     {
 640         int intra_cost = (frame->i_intra_cost[mb_index] * frame->i_inv_qscale_factor[mb_index]+128)>>8;
 641         if( intra_cost )
 642         {
 643             int propagate_cost = frame->i_propagate_cost[mb_index];
 644             float log2_ratio = x264_log2(intra_cost + propagate_cost) - x264_log2(intra_cost) + weightdelta;
 645             frame->f_qp_offset[mb_index] = frame->f_qp_offset_aq[mb_index] - strength * log2_ratio;
 646         }
 647     }
 648 }
 649
 650 static void x264_macroblock_tree_propagate( x264_t *h, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b, int referenced )
 651 {
 652     uint16_t *ref_costs[2] = {frames[p0]->i_propagate_cost,frames[p1]->i_propagate_cost};
 653     int dist_scale_factor = ( ((b-p0) << 8) + ((p1-p0) >> 1) ) / (p1-p0);
 654     int i_bipred_weight = h->param.analyse.b_weighted_bipred ? 64 - (dist_scale_factor>>2) : 32;
 655     int16_t (*mvs[2])[2] = { frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1], frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1] };
 656     int bipred_weights[2] = {i_bipred_weight, 64 - i_bipred_weight};
 657     int *buf = h->scratch_buffer;
 658     uint16_t *propagate_cost = frames[b]->i_propagate_cost;
 659
 660     /* For non-reffed frames the source costs are always zero, so just memset one row and re-use it. */
 661     if( !referenced )
 662         memset( frames[b]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_width * sizeof(uint16_t) );
 663
 664     for( h->mb.i_mb_y = 0; h->mb.i_mb_y < h->mb.i_mb_height; h->mb.i_mb_y++ )
 665     {
 666         int mb_index = h->mb.i_mb_y*h->mb.i_mb_stride;
 667         h->mc.mbtree_propagate_cost( buf, propagate_cost,
 668             frames[b]->i_intra_cost+mb_index, frames[b]->lowres_costs[b-p0][p1-b]+mb_index,
 669             frames[b]->i_inv_qscale_factor+mb_index, h->mb.i_mb_width );
 670         if( referenced )
 671             propagate_cost += h->mb.i_mb_width;
 672         for( h->mb.i_mb_x = 0; h->mb.i_mb_x < h->mb.i_mb_width; h->mb.i_mb_x++, mb_index++ )
 673         {
 674             int propagate_amount = buf[h->mb.i_mb_x];
 675             /* Don't propagate for an intra block. */
 676             if( propagate_amount > 0 )
 677             {
 678                 /* Access width-2 bitfield. */
 679                 int lists_used = frames[b]->lowres_costs[b-p0][p1-b][mb_index] >> LOWRES_COST_SHIFT;
 680                 /* Follow the MVs to the previous frame(s). */
 681                 for( int list = 0; list < 2; list++ )
 682                     if( (lists_used >> list)&1 )
 683                     {
 684 #define CLIP_ADD(s,x) (s) = X264_MIN((s)+(x),(1<<16)-1)
 685                         int listamount = propagate_amount;
 686                         /* Apply bipred weighting. */
 687                         if( lists_used == 3 )
 688                             listamount = (listamount * bipred_weights[list] + 32) >> 6;
 689
 690                         /* Early termination for simple case of mv0. */
 691                         if( !M32( mvs[list][mb_index] ) )
 692                         {
 693                             CLIP_ADD( ref_costs[list][mb_index], listamount );
 694                             continue;
 695                         }
 696
 697                         int x = mvs[list][mb_index][0];
 698                         int y = mvs[list][mb_index][1];
 699                         int mbx = (x>>5)+h->mb.i_mb_x;
 700                         int mby = (y>>5)+h->mb.i_mb_y;
 701                         int idx0 = mbx + mby * h->mb.i_mb_stride;
 702                         int idx1 = idx0 + 1;
 703                         int idx2 = idx0 + h->mb.i_mb_stride;
 704                         int idx3 = idx0 + h->mb.i_mb_stride + 1;
 705                         x &= 31;
 706                         y &= 31;
 707                         int idx0weight = (32-y)*(32-x);
 708                         int idx1weight = (32-y)*x;
 709                         int idx2weight = y*(32-x);
 710                         int idx3weight = y*x;
 711
 712                         /* We could just clip the MVs, but pixels that lie outside the frame probably shouldn't
 713                          * be counted. */
 714                         if( mbx < h->mb.i_mb_width-1 && mby < h->mb.i_mb_height-1 && mbx >= 0 && mby >= 0 )
 715                         {
 716                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx0], (listamount*idx0weight+512)>>10 );
 717                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx1], (listamount*idx1weight+512)>>10 );
 718                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx2], (listamount*idx2weight+512)>>10 );
 719                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx3], (listamount*idx3weight+512)>>10 );
 720                         }
 721                         else /* Check offsets individually */
 722                         {
 723                             if( mbx < h->mb.i_mb_width && mby < h->mb.i_mb_height && mbx >= 0 && mby >= 0 )
 724                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx0], (listamount*idx0weight+512)>>10 );
 725                             if( mbx+1 < h->mb.i_mb_width && mby < h->mb.i_mb_height && mbx+1 >= 0 && mby >= 0 )
 726                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx1], (listamount*idx1weight+512)>>10 );
 727                             if( mbx < h->mb.i_mb_width && mby+1 < h->mb.i_mb_height && mbx >= 0 && mby+1 >= 0 )
 728                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx2], (listamount*idx2weight+512)>>10 );
 729                             if( mbx+1 < h->mb.i_mb_width && mby+1 < h->mb.i_mb_height && mbx+1 >= 0 && mby+1 >= 0 )
 730                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx3], (listamount*idx3weight+512)>>10 );
 731                         }
 732                     }
 733             }
 734         }
 735     }
 736
 737     if( h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->param.rc.i_lookahead && referenced )
 738         x264_macroblock_tree_finish( h, frames[b], b == p1 ? b - p0 : 0 );
 739 }
 740
 741 static void x264_macroblock_tree( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int num_frames, int b_intra )
 742 {
 743     int idx = !b_intra;
 744     int last_nonb, cur_nonb = 1;
 745     int bframes = 0;
 746     int i = num_frames;
 747
 748     if( b_intra )
 749         x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, 0, 0, 0, 0 );
 750
 751     while( i > 0 && frames[i]->i_type == X264_TYPE_B )
 752         i--;
 753     last_nonb = i;
 754
 755     /* Lookaheadless MB-tree is not a theoretically distinct case; the same extrapolation could
 756      * be applied to the end of a lookahead buffer of any size.  However, it's most needed when
 757      * lookahead=0, so that's what's currently implemented. */
 758     if( !h->param.rc.i_lookahead )
 759     {
 760         if( b_intra )
 761         {
 762             memset( frames[0]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
 763             memcpy( frames[0]->f_qp_offset, frames[0]->f_qp_offset_aq, h->mb.i_mb_count * sizeof(float) );
 764             return;
 765         }
 766         XCHG( uint16_t*, frames[last_nonb]->i_propagate_cost, frames[0]->i_propagate_cost );
 767         memset( frames[0]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
 768     }
 769     else
 770     {
 771         if( last_nonb < idx )
 772             return;
 773         memset( frames[last_nonb]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
 774     }
 775
 776     while( i-- > idx )
 777     {
 778         cur_nonb = i;
 779         while( frames[cur_nonb]->i_type == X264_TYPE_B && cur_nonb > 0 )
 780             cur_nonb--;
 781         if( cur_nonb < idx )
 782             break;
 783         x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_nonb, last_nonb, last_nonb, 0 );
 784         memset( frames[cur_nonb]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
 785         bframes = last_nonb - cur_nonb - 1;
 786         if( h->param.i_bframe_pyramid && bframes > 1 )
 787         {
 788             int middle = (bframes + 1)/2 + cur_nonb;
 789             x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_nonb, last_nonb, middle, 0 );
 790             memset( frames[middle]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
 791             while( i > cur_nonb )
 792             {
 793                 int p0 = i > middle ? middle : cur_nonb;
 794                 int p1 = i < middle ? middle : last_nonb;
 795                 if( i != middle )
 796                 {
 797                     x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, p0, p1, i, 0 );
 798                     x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, p0, p1, i, 0 );
 799                 }
 800                 i--;
 801             }
 802             x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, cur_nonb, last_nonb, middle, 1 );
 803         }
 804         else
 805         {
 806             while( i > cur_nonb )
 807             {
 808                 x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_nonb, last_nonb, i, 0 );
 809                 x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, cur_nonb, last_nonb, i, 0 );
 810                 i--;
 811             }
 812         }
 813         x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, cur_nonb, last_nonb, last_nonb, 1 );
 814         last_nonb = cur_nonb;
 815     }
 816
 817     if( !h->param.rc.i_lookahead )
 818     {
 819         x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, 0, last_nonb, last_nonb, 1 );
 820         XCHG( uint16_t*, frames[last_nonb]->i_propagate_cost, frames[0]->i_propagate_cost );
 821     }
 822
 823     x264_macroblock_tree_finish( h, frames[last_nonb], last_nonb );
 824     if( h->param.i_bframe_pyramid && bframes > 1 && !h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
 825         x264_macroblock_tree_finish( h, frames[last_nonb+(bframes+1)/2], 0 );
 826 }
 827
 828 static int x264_vbv_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b )
 829 {
 830     int cost = x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, p0, p1, b, 0 );
 831     if( h->param.rc.i_aq_mode )
 832     {
 833         if( h->param.rc.b_mb_tree )
 834             return x264_slicetype_frame_cost_recalculate( h, frames, p0, p1, b );
 835         else
 836             return frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b];
 837     }
 838     return cost;
 839 }
 840
 841 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 )
 842 {
 843     cur_frame->i_cpb_delay = *i_cpb_delay;
 844     cur_frame->i_dpb_output_delay = cur_frame->i_field_cnt - *i_coded_fields;
 845
 846     // add a correction term for frame reordering
 847     cur_frame->i_dpb_output_delay += h->sps->vui.i_num_reorder_frames*2;
 848
 849     // fix possible negative dpb_output_delay because of pulldown changes and reordering
 850     if( cur_frame->i_dpb_output_delay < 0 )
 851     {
 852         cur_frame->i_cpb_delay += cur_frame->i_dpb_output_delay;
 853         cur_frame->i_dpb_output_delay = 0;
 854         if( prev_frame )
 855             prev_frame->i_cpb_duration += cur_frame->i_dpb_output_delay;
 856     }
 857
 858     if( cur_frame->b_keyframe )
 859         *i_cpb_delay = 0;
 860
 861     *i_cpb_delay += cur_frame->i_duration;
 862     *i_coded_fields += cur_frame->i_duration;
 863     cur_frame->i_cpb_duration = cur_frame->i_duration;
 864 }
 865
 866 static void x264_vbv_lookahead( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int num_frames, int keyframe )
 867 {
 868     int last_nonb = 0, cur_nonb = 1, idx = 0;
 869     x264_frame_t *prev_frame = NULL;
 870     int prev_frame_idx = 0;
 871     while( cur_nonb < num_frames && frames[cur_nonb]->i_type == X264_TYPE_B )
 872         cur_nonb++;
 873     int next_nonb = keyframe ? last_nonb : cur_nonb;
 874
 875     if( frames[cur_nonb]->i_coded_fields_lookahead >= 0 )
 876     {
 877         h->i_coded_fields_lookahead = frames[cur_nonb]->i_coded_fields_lookahead;
 878         h->i_cpb_delay_lookahead = frames[cur_nonb]->i_cpb_delay_lookahead;
 879     }
 880
 881     while( cur_nonb < num_frames )
 882     {
 883         /* P/I cost: This shouldn't include the cost of next_nonb */
 884         if( next_nonb != cur_nonb )
 885         {
 886             int p0 = IS_X264_TYPE_I( frames[cur_nonb]->i_type ) ? cur_nonb : last_nonb;
 887             frames[next_nonb]->i_planned_satd[idx] = x264_vbv_frame_cost( h, a, frames, p0, cur_nonb, cur_nonb );
 888             frames[next_nonb]->i_planned_type[idx] = frames[cur_nonb]->i_type;
 889             frames[cur_nonb]->i_coded_fields_lookahead = h->i_coded_fields_lookahead;
 890             frames[cur_nonb]->i_cpb_delay_lookahead = h->i_cpb_delay_lookahead;
 891             x264_calculate_durations( h, frames[cur_nonb], prev_frame, &h->i_cpb_delay_lookahead, &h->i_coded_fields_lookahead );
 892             if( prev_frame )
 893             {
 894                 frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[prev_frame_idx] = (double)prev_frame->i_cpb_duration *
 895                                                                             h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
 896             }
 897             frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[idx] = (double)frames[cur_nonb]->i_cpb_duration *
 898                                                              h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
 899             prev_frame = frames[cur_nonb];
 900             prev_frame_idx = idx;
 901             idx++;
 902         }
 903         /* Handle the B-frames: coded order */
 904         for( int i = last_nonb+1; i < cur_nonb; i++, idx++ )
 905         {
 906             frames[next_nonb]->i_planned_satd[idx] = x264_vbv_frame_cost( h, a, frames, last_nonb, cur_nonb, i );
 907             frames[next_nonb]->i_planned_type[idx] = X264_TYPE_B;
 908             frames[i]->i_coded_fields_lookahead = h->i_coded_fields_lookahead;
 909             frames[i]->i_cpb_delay_lookahead = h->i_cpb_delay_lookahead;
 910             x264_calculate_durations( h, frames[i], prev_frame, &h->i_cpb_delay_lookahead, &h->i_coded_fields_lookahead );
 911             if( prev_frame )
 912             {
 913                 frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[prev_frame_idx] = (double)prev_frame->i_cpb_duration *
 914                                                                             h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
 915             }
 916             frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[idx] = (double)frames[i]->i_cpb_duration *
 917                                                              h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
 918             prev_frame = frames[i];
 919             prev_frame_idx = idx;
 920         }
 921         last_nonb = cur_nonb;
 922         cur_nonb++;
 923         while( cur_nonb <= num_frames && frames[cur_nonb]->i_type == X264_TYPE_B )
 924             cur_nonb++;
 925     }
 926     frames[next_nonb]->i_planned_type[idx] = X264_TYPE_AUTO;
 927 }
 928
 929 static int x264_slicetype_path_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, char *path, int threshold )
 930 {
 931     int loc = 1;
 932     int cost = 0;
 933     int cur_p = 0;
 934     path--; /* Since the 1st path element is really the second frame */
 935     while( path[loc] )
 936     {
 937         int next_p = loc;
 938         /* Find the location of the next P-frame. */
 939         while( path[next_p] != 'P' )
 940             next_p++;
 941
 942         /* Add the cost of the P-frame found above */
 943         cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_p, 0 );
 944         /* Early terminate if the cost we have found is larger than the best path cost so far */
 945         if( cost > threshold )
 946             break;
 947
 948         if( h->param.i_bframe_pyramid && next_p - cur_p > 2 )
 949         {
 950             int middle = cur_p + (next_p - cur_p)/2;
 951             cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, middle, 0 );
 952             for( int next_b = loc; next_b < middle && cost < threshold; next_b++ )
 953                 cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, middle, next_b, 0 );
 954             for( int next_b = middle+1; next_b < next_p && cost < threshold; next_b++ )
 955                 cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, middle, next_p, next_b, 0 );
 956         }
 957         else
 958             for( int next_b = loc; next_b < next_p && cost < threshold; next_b++ )
 959                 cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_b, 0 );
 960
 961         loc = next_p + 1;
 962         cur_p = next_p;
 963     }
 964     return cost;
 965 }
 966
 967 /* Viterbi/trellis slicetype decision algorithm. */
 968 /* Uses strings due to the fact that the speed of the control functions is
 969    negligible compared to the cost of running slicetype_frame_cost, and because
 970    it makes debugging easier. */
 971 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] )
 972 {
 973     char paths[2][X264_LOOKAHEAD_MAX];
 974     int num_paths = X264_MIN( h->param.i_bframe+1, length );
 975     int best_cost = COST_MAX;
 976     int idx = 0;
 977
 978     /* Iterate over all currently possible paths */
 979     for( int path = 0; path < num_paths; path++ )
 980     {
 981         /* Add suffixes to the current path */
 982         int len = length - (path + 1);
 983         memcpy( paths[idx], best_paths[len % (X264_BFRAME_MAX+1)], len );
 984         memset( paths[idx]+len, 'B', path );
 985         strcpy( paths[idx]+len+path, "P" );
 986
 987         /* Calculate the actual cost of the current path */
 988         int cost = x264_slicetype_path_cost( h, a, frames, paths[idx], best_cost );
 989         if( cost < best_cost )
 990         {
 991             best_cost = cost;
 992             idx ^= 1;
 993         }
 994     }
 995
 996     /* Store the best path. */
 997     memcpy( best_paths[length % (X264_BFRAME_MAX+1)], paths[idx^1], length );
 998 }
 999
1000 static int scenecut_internal( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int print )
1001 {
1002     x264_frame_t *frame = frames[p1];
1003     x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, p0, p1, p1, 0 );
1004
1005     int icost = frame->i_cost_est[0][0];
1006     int pcost = frame->i_cost_est[p1-p0][0];
1007     float f_bias;
1008     int i_gop_size = frame->i_frame - h->lookahead->i_last_keyframe;
1009     float f_thresh_max = h->param.i_scenecut_threshold / 100.0;
1010     /* magic numbers pulled out of thin air */
1011     float f_thresh_min = f_thresh_max * h->param.i_keyint_min
1012                          / ( h->param.i_keyint_max * 4 );
1013     int res;
1014
1015     if( h->param.i_keyint_min == h->param.i_keyint_max )
1016         f_thresh_min= f_thresh_max;
1017     if( i_gop_size < h->param.i_keyint_min / 4 || h->param.b_intra_refresh )
1018         f_bias = f_thresh_min / 4;
1019     else if( i_gop_size <= h->param.i_keyint_min )
1020         f_bias = f_thresh_min * i_gop_size / h->param.i_keyint_min;
1021     else
1022     {
1023         f_bias = f_thresh_min
1024                  + ( f_thresh_max - f_thresh_min )
1025                     * ( i_gop_size - h->param.i_keyint_min )
1026                    / ( h->param.i_keyint_max - h->param.i_keyint_min ) ;
1027     }
1028
1029     res = pcost >= (1.0 - f_bias) * icost;
1030     if( res && print )
1031     {
1032         int imb = frame->i_intra_mbs[p1-p0];
1033         int pmb = NUM_MBS - imb;
1034         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",
1035                   frame->i_frame,
1036                   icost, pcost, 1. - (double)pcost / icost,
1037                   f_bias, i_gop_size, imb, pmb );
1038     }
1039     return res;
1040 }
1041
1042 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 )
1043 {
1044     /* Only do analysis during a normal scenecut check. */
1045     if( real_scenecut && h->param.i_bframe )
1046     {
1047         int maxp1 = p0 + 1;
1048         /* Look ahead to avoid coding short flashes as scenecuts. */
1049         if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_TRELLIS )
1050             /* Don't analyse any more frames than the trellis would have covered. */
1051             maxp1 += h->param.i_bframe;
1052         else
1053             maxp1++;
1054         maxp1 = X264_MIN( maxp1, num_frames );
1055
1056         /* Where A and B are scenes: AAAAAABBBAAAAAA
1057          * If BBB is shorter than (maxp1-p0), it is detected as a flash
1058          * and not considered a scenecut. */
1059         for( int curp1 = p1; curp1 <= maxp1; curp1++ )
1060             if( !scenecut_internal( h, a, frames, p0, curp1, 0 ) )
1061                 /* Any frame in between p0 and cur_p1 cannot be a real scenecut. */
1062                 for( int i = curp1; i > p0; i-- )
1063                     frames[i]->b_scenecut = 0;
1064
1065         /* Where A-F are scenes: AAAAABBCCDDEEFFFFFF
1066          * If each of BB ... EE are shorter than (maxp1-p0), they are
1067          * detected as flashes and not considered scenecuts.
1068          * Instead, the first F frame becomes a scenecut. */
1069         for( int curp0 = p0; curp0 < maxp1; curp0++ )
1070             if( scenecut_internal( h, a, frames, curp0, maxp1, 0 ) )
1071                 /* If cur_p0 is the p0 of a scenecut, it cannot be the p1 of a scenecut. */
1072                     frames[curp0]->b_scenecut = 0;
1073     }
1074
1075     /* Ignore frames that are part of a flash, i.e. cannot be real scenecuts. */
1076     if( !frames[p1]->b_scenecut )
1077         return 0;
1078     return scenecut_internal( h, a, frames, p0, p1, real_scenecut );
1079 }
1080
1081 void x264_slicetype_analyse( x264_t *h, int keyframe )
1082 {
1083     x264_mb_analysis_t a;
1084     x264_frame_t *frames[X264_LOOKAHEAD_MAX+3] = { NULL, };
1085     int num_frames, orig_num_frames, keyint_limit, framecnt;
1086     int i_mb_count = NUM_MBS;
1087     int cost1p0, cost2p0, cost1b1, cost2p1;
1088     int i_max_search = X264_MIN( h->lookahead->next.i_size, X264_LOOKAHEAD_MAX );
1089     int vbv_lookahead = h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->param.rc.i_lookahead;
1090     if( h->param.b_deterministic )
1091         i_max_search = X264_MIN( i_max_search, h->lookahead->i_slicetype_length + !keyframe );
1092
1093     assert( h->frames.b_have_lowres );
1094
1095     if( !h->lookahead->last_nonb )
1096         return;
1097     frames[0] = h->lookahead->last_nonb;
1098     for( framecnt = 0; framecnt < i_max_search && h->lookahead->next.list[framecnt]->i_type == X264_TYPE_AUTO; framecnt++ )
1099         frames[framecnt+1] = h->lookahead->next.list[framecnt];
1100
1101     if( !framecnt )
1102     {
1103         if( h->param.rc.b_mb_tree )
1104             x264_macroblock_tree( h, &a, frames, 0, keyframe );
1105         return;
1106     }
1107
1108     keyint_limit = h->param.i_keyint_max - frames[0]->i_frame + h->lookahead->i_last_keyframe - 1;
1109     orig_num_frames = num_frames = h->param.b_intra_refresh ? framecnt : X264_MIN( framecnt, keyint_limit );
1110
1111     x264_lowres_context_init( h, &a );
1112
1113     /* This is important psy-wise: if we have a non-scenecut keyframe,
1114      * there will be significant visual artifacts if the frames just before
1115      * go down in quality due to being referenced less, despite it being
1116      * more RD-optimal. */
1117     if( (h->param.analyse.b_psy && h->param.rc.b_mb_tree) || vbv_lookahead )
1118         num_frames = framecnt;
1119     else if( num_frames == 0 )
1120     {
1121         frames[1]->i_type = X264_TYPE_I;
1122         return;
1123     }
1124
1125     int num_bframes = 0;
1126     int num_analysed_frames = num_frames;
1127     int reset_start;
1128     if( h->param.i_scenecut_threshold && scenecut( h, &a, frames, 0, 1, 1, orig_num_frames ) )
1129     {
1130         frames[1]->i_type = X264_TYPE_I;
1131         return;
1132     }
1133
1134     if( h->param.i_bframe )
1135     {
1136         if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_TRELLIS )
1137         {
1138             if( num_frames > 1 )
1139             {
1140                 char best_paths[X264_BFRAME_MAX+1][X264_LOOKAHEAD_MAX] = {"","P"};
1141                 int best_path_index = (num_frames-1) % (X264_BFRAME_MAX+1);
1142
1143                 /* Perform the frametype analysis. */
1144                 for( int j = 2; j < num_frames; j++ )
1145                     x264_slicetype_path( h, &a, frames, j, best_paths );
1146
1147                 num_bframes = strspn( best_paths[best_path_index], "B" );
1148                 /* Load the results of the analysis into the frame types. */
1149                 for( int j = 1; j < num_frames; j++ )
1150                     frames[j]->i_type = best_paths[best_path_index][j-1] == 'B' ? X264_TYPE_B : X264_TYPE_P;
1151             }
1152             frames[num_frames]->i_type = X264_TYPE_P;
1153         }
1154         else if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_FAST )
1155         {
1156             for( int i = 0; i <= num_frames-2; )
1157             {
1158                 cost2p1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, i+2, i+2, 1 );
1159                 if( frames[i+2]->i_intra_mbs[2] > i_mb_count / 2 )
1160                 {
1161                     frames[i+1]->i_type = X264_TYPE_P;
1162                     frames[i+2]->i_type = X264_TYPE_P;
1163                     i += 2;
1164                     continue;
1165                 }
1166
1167                 cost1b1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, i+2, i+1, 0 );
1168                 cost1p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, i+1, i+1, 0 );
1169                 cost2p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+1, i+2, i+2, 0 );
1170
1171                 if( cost1p0 + cost2p0 < cost1b1 + cost2p1 )
1172                 {
1173                     frames[i+1]->i_type = X264_TYPE_P;
1174                     i += 1;
1175                     continue;
1176                 }
1177
1178                 // arbitrary and untuned
1179                 #define INTER_THRESH 300
1180                 #define P_SENS_BIAS (50 - h->param.i_bframe_bias)
1181                 frames[i+1]->i_type = X264_TYPE_B;
1182
1183                 int j;
1184                 for( j = i+2; j <= X264_MIN( i+h->param.i_bframe, num_frames-1 ); j++ )
1185                 {
1186                     int pthresh = X264_MAX(INTER_THRESH - P_SENS_BIAS * (j-i-1), INTER_THRESH/10);
1187                     int pcost = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, j+1, j+1, 1 );
1188                     if( pcost > pthresh*i_mb_count || frames[j+1]->i_intra_mbs[j-i+1] > i_mb_count/3 )
1189                         break;
1190                     frames[j]->i_type = X264_TYPE_B;
1191                 }
1192                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
1193                 i = j;
1194             }
1195             frames[num_frames]->i_type = X264_TYPE_P;
1196             num_bframes = 0;
1197             while( num_bframes < num_frames && frames[num_bframes+1]->i_type == X264_TYPE_B )
1198                 num_bframes++;
1199         }
1200         else
1201         {
1202             num_bframes = X264_MIN(num_frames-1, h->param.i_bframe);
1203             for( int j = 1; j < num_frames; j++ )
1204                 frames[j]->i_type = (j%(num_bframes+1)) ? X264_TYPE_B : X264_TYPE_P;
1205             frames[num_frames]->i_type = X264_TYPE_P;
1206         }
1207
1208         /* Check scenecut on the first minigop. */
1209         for( int j = 1; j < num_bframes+1; j++ )
1210             if( h->param.i_scenecut_threshold && scenecut( h, &a, frames, j, j+1, 0, orig_num_frames ) )
1211             {
1212                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
1213                 num_analysed_frames = j;
1214                 break;
1215             }
1216
1217         reset_start = keyframe ? 1 : X264_MIN( num_bframes+2, num_analysed_frames+1 );
1218     }
1219     else
1220     {
1221         for( int j = 1; j <= num_frames; j++ )
1222             frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
1223         reset_start = !keyframe + 1;
1224         num_bframes = 0;
1225     }
1226
1227     /* Perform the actual macroblock tree analysis.
1228      * Don't go farther than the maximum keyframe interval; this helps in short GOPs. */
1229     if( h->param.rc.b_mb_tree )
1230         x264_macroblock_tree( h, &a, frames, X264_MIN(num_frames, h->param.i_keyint_max), keyframe );
1231
1232     /* Enforce keyframe limit. */
1233     if( !h->param.b_intra_refresh )
1234         for( int i = keyint_limit+1; i <= num_frames; i += h->param.i_keyint_max )
1235         {
1236             frames[i]->i_type = X264_TYPE_I;
1237             reset_start = X264_MIN( reset_start, i+1 );
1238             if( h->param.i_open_gop == X264_OPEN_GOP_BLURAY )
1239                 while( IS_X264_TYPE_B( frames[i-1]->i_type ) )
1240                     i--;
1241         }
1242
1243     if( vbv_lookahead )
1244         x264_vbv_lookahead( h, &a, frames, num_frames, keyframe );
1245
1246     /* Restore frametypes for all frames that haven't actually been decided yet. */
1247     for( int j = reset_start; j <= num_frames; j++ )
1248         frames[j]->i_type = X264_TYPE_AUTO;
1249 }
1250
1251 void x264_slicetype_decide( x264_t *h )
1252 {
1253     x264_frame_t *frames[X264_BFRAME_MAX+2];
1254     x264_frame_t *frm;
1255     int bframes;
1256     int brefs;
1257
1258     if( !h->lookahead->next.i_size )
1259         return;
1260
1261     int lookahead_size = h->lookahead->next.i_size;
1262
1263     if( h->param.rc.i_rc_method == X264_RC_ABR || h->param.rc.b_stat_write || h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
1264     {
1265         for( int i = 0; i < h->lookahead->next.i_size; i++ )
1266         {
1267             if( h->param.b_vfr_input )
1268             {
1269                 if( lookahead_size-- > 1 )
1270                     h->lookahead->next.list[i]->i_duration = 2 * (h->lookahead->next.list[i+1]->i_pts - h->lookahead->next.list[i]->i_pts);
1271                 else
1272                     h->lookahead->next.list[i]->i_duration = h->i_prev_duration;
1273             }
1274             else
1275                 h->lookahead->next.list[i]->i_duration = delta_tfi_divisor[h->lookahead->next.list[i]->i_pic_struct];
1276             h->i_prev_duration = h->lookahead->next.list[i]->i_duration;
1277
1278             if( h->lookahead->next.list[i]->i_frame > h->i_disp_fields_last_frame && lookahead_size > 0 )
1279             {
1280                 h->lookahead->next.list[i]->i_field_cnt = h->i_disp_fields;
1281                 h->i_disp_fields += h->lookahead->next.list[i]->i_duration;
1282                 h->i_disp_fields_last_frame = h->lookahead->next.list[i]->i_frame;
1283             }
1284             else if( lookahead_size == 0 )
1285             {
1286                 h->lookahead->next.list[i]->i_field_cnt = h->i_disp_fields;
1287                 h->lookahead->next.list[i]->i_duration = h->i_prev_duration;
1288             }
1289         }
1290     }
1291
1292     if( h->param.rc.b_stat_read )
1293     {
1294         /* Use the frame types from the first pass */
1295         for( int i = 0; i < h->lookahead->next.i_size; i++ )
1296             h->lookahead->next.list[i]->i_type =
1297                 x264_ratecontrol_slice_type( h, h->lookahead->next.list[i]->i_frame );
1298     }
1299     else if( (h->param.i_bframe && h->param.i_bframe_adaptive)
1300              || h->param.i_scenecut_threshold
1301              || h->param.rc.b_mb_tree
1302              || (h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->param.rc.i_lookahead) )
1303         x264_slicetype_analyse( h, 0 );
1304
1305     for( bframes = 0, brefs = 0;; bframes++ )
1306     {
1307         frm = h->lookahead->next.list[bframes];
1308         if( frm->i_type == X264_TYPE_BREF && h->param.i_bframe_pyramid < X264_B_PYRAMID_NORMAL &&
1309             brefs == h->param.i_bframe_pyramid )
1310         {
1311             frm->i_type = X264_TYPE_B;
1312             x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "B-ref at frame %d incompatible with B-pyramid %s \n",
1313                       frm->i_frame, x264_b_pyramid_names[h->param.i_bframe_pyramid] );
1314         }
1315         /* pyramid with multiple B-refs needs a big enough dpb that the preceding P-frame stays available.
1316            smaller dpb could be supported by smart enough use of mmco, but it's easier just to forbid it. */
1317         else if( frm->i_type == X264_TYPE_BREF && h->param.i_bframe_pyramid == X264_B_PYRAMID_NORMAL &&
1318             brefs && h->param.i_frame_reference <= (brefs+3) )
1319         {
1320             frm->i_type = X264_TYPE_B;
1321             x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "B-ref at frame %d incompatible with B-pyramid %s and %d reference frames\n",
1322                       frm->i_frame, x264_b_pyramid_names[h->param.i_bframe_pyramid], h->param.i_frame_reference );
1323         }
1324
1325         if( frm->i_type == X264_TYPE_KEYFRAME )
1326             frm->i_type = h->param.i_open_gop ? X264_TYPE_I : X264_TYPE_IDR;
1327
1328         /* Limit GOP size */
1329         if( (!h->param.b_intra_refresh || frm->i_frame == 0) && frm->i_frame - h->lookahead->i_last_keyframe >= h->param.i_keyint_max )
1330         {
1331             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO || frm->i_type == X264_TYPE_I )
1332                 frm->i_type = h->param.i_open_gop && h->lookahead->i_last_keyframe >= 0 ? X264_TYPE_I : X264_TYPE_IDR;
1333             int warn = frm->i_type != X264_TYPE_IDR;
1334             if( warn && h->param.i_open_gop )
1335                 warn &= frm->i_type != X264_TYPE_I;
1336             if( warn )
1337                 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 );
1338         }
1339         if( frm->i_type == X264_TYPE_I && frm->i_frame - h->lookahead->i_last_keyframe >= h->param.i_keyint_min )
1340         {
1341             if( h->param.i_open_gop )
1342             {
1343                 h->lookahead->i_last_keyframe = frm->i_frame; // Use display order
1344                 if( h->param.i_open_gop == X264_OPEN_GOP_BLURAY )
1345                     h->lookahead->i_last_keyframe -= bframes; // Use bluray order
1346                 frm->b_keyframe = 1;
1347             }
1348             else
1349                 frm->i_type = X264_TYPE_IDR;
1350         }
1351         if( frm->i_type == X264_TYPE_IDR )
1352         {
1353             /* Close GOP */
1354             h->lookahead->i_last_keyframe = frm->i_frame;
1355             frm->b_keyframe = 1;
1356             if( bframes > 0 )
1357             {
1358                 bframes--;
1359                 h->lookahead->next.list[bframes]->i_type = X264_TYPE_P;
1360             }
1361         }
1362
1363         if( bframes == h->param.i_bframe ||
1364             !h->lookahead->next.list[bframes+1] )
1365         {
1366             if( IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
1367                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type is not compatible with max B-frames\n" );
1368             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO
1369                 || IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
1370                 frm->i_type = X264_TYPE_P;
1371         }
1372
1373         if( frm->i_type == X264_TYPE_BREF )
1374             brefs++;
1375
1376         if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO )
1377             frm->i_type = X264_TYPE_B;
1378
1379         else if( !IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) ) break;
1380     }
1381
1382     if( bframes )
1383         h->lookahead->next.list[bframes-1]->b_last_minigop_bframe = 1;
1384     h->lookahead->next.list[bframes]->i_bframes = bframes;
1385
1386     /* insert a bref into the sequence */
1387     if( h->param.i_bframe_pyramid && bframes > 1 && !brefs )
1388     {
1389         h->lookahead->next.list[bframes/2]->i_type = X264_TYPE_BREF;
1390         brefs++;
1391     }
1392
1393     /* calculate the frame costs ahead of time for x264_rc_analyse_slice while we still have lowres */
1394     if( h->param.rc.i_rc_method != X264_RC_CQP )
1395     {
1396         x264_mb_analysis_t a;
1397         int p0, p1, b;
1398         p1 = b = bframes + 1;
1399
1400         x264_lowres_context_init( h, &a );
1401
1402         frames[0] = h->lookahead->last_nonb;
1403         memcpy( &frames[1], h->lookahead->next.list, (bframes+1) * sizeof(x264_frame_t*) );
1404         if( IS_X264_TYPE_I( h->lookahead->next.list[bframes]->i_type ) )
1405             p0 = bframes + 1;
1406         else // P
1407             p0 = 0;
1408
1409         x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, p0, p1, b, 0 );
1410
1411         if( (p0 != p1 || bframes) && h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
1412         {
1413             /* We need the intra costs for row SATDs. */
1414             x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, b, b, b, 0 );
1415
1416             /* We need B-frame costs for row SATDs. */
1417             p0 = 0;
1418             for( b = 1; b <= bframes; b++ )
1419             {
1420                 if( frames[b]->i_type == X264_TYPE_B )
1421                     for( p1 = b; frames[p1]->i_type == X264_TYPE_B; )
1422                         p1++;
1423                 else
1424                     p1 = bframes + 1;
1425                 x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, p0, p1, b, 0 );
1426                 if( frames[b]->i_type == X264_TYPE_BREF )
1427                     p0 = b;
1428             }
1429         }
1430     }
1431
1432     /* Analyse for weighted P frames */
1433     if( !h->param.rc.b_stat_read && h->lookahead->next.list[bframes]->i_type == X264_TYPE_P
1434         && h->param.analyse.i_weighted_pred == X264_WEIGHTP_SMART )
1435     {
1436         x264_emms();
1437         x264_weights_analyse( h, h->lookahead->next.list[bframes], h->lookahead->last_nonb, 0 );
1438     }
1439
1440     /* shift sequence to coded order.
1441        use a small temporary list to avoid shifting the entire next buffer around */
1442     int i_coded = h->lookahead->next.list[0]->i_frame;
1443     if( bframes )
1444     {
1445         int idx_list[] = { brefs+1, 1 };
1446         for( int i = 0; i < bframes; i++ )
1447         {
1448             int idx = idx_list[h->lookahead->next.list[i]->i_type == X264_TYPE_BREF]++;
1449             frames[idx] = h->lookahead->next.list[i];
1450             frames[idx]->i_reordered_pts = h->lookahead->next.list[idx]->i_pts;
1451         }
1452         frames[0] = h->lookahead->next.list[bframes];
1453         frames[0]->i_reordered_pts = h->lookahead->next.list[0]->i_pts;
1454         memcpy( h->lookahead->next.list, frames, (bframes+1) * sizeof(x264_frame_t*) );
1455     }
1456
1457     for( int i = 0; i <= bframes; i++ )
1458     {
1459         h->lookahead->next.list[i]->i_coded = i_coded++;
1460         if( h->param.rc.i_rc_method == X264_RC_ABR || h->param.rc.b_stat_write || h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
1461         {
1462             if( i )
1463             {
1464                 x264_calculate_durations( h, h->lookahead->next.list[i], h->lookahead->next.list[i-1], &h->i_cpb_delay, &h->i_coded_fields );
1465                 h->lookahead->next.list[0]->f_planned_cpb_duration[i-1] = (double)h->lookahead->next.list[i-1]->i_cpb_duration *
1466                                                                           h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
1467             }
1468             else
1469                 x264_calculate_durations( h, h->lookahead->next.list[i], NULL, &h->i_cpb_delay, &h->i_coded_fields );
1470
1471             h->lookahead->next.list[0]->f_planned_cpb_duration[i] = (double)h->lookahead->next.list[i]->i_cpb_duration *
1472                                                                     h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
1473         }
1474     }
1475 }
1476
1477 int x264_rc_analyse_slice( x264_t *h )
1478 {
1479     int p0 = 0, p1, b;
1480     int cost;
1481     x264_emms();
1482
1483     if( IS_X264_TYPE_I(h->fenc->i_type) )
1484         p1 = b = 0;
1485     else if( h->fenc->i_type == X264_TYPE_P )
1486         p1 = b = h->fenc->i_bframes + 1;
1487     else //B
1488     {
1489         p1 = (h->fref1[0]->i_poc - h->fref0[0]->i_poc)/2;
1490         b  = (h->fenc->i_poc - h->fref0[0]->i_poc)/2;
1491     }
1492     /* We don't need to assign p0/p1 since we are not performing any real analysis here. */
1493     x264_frame_t **frames = &h->fenc - b;
1494
1495     /* cost should have been already calculated by x264_slicetype_decide */
1496     cost = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
1497     assert( cost >= 0 );
1498
1499     if( h->param.rc.b_mb_tree && !h->param.rc.b_stat_read )
1500     {
1501         cost = x264_slicetype_frame_cost_recalculate( h, frames, p0, p1, b );
1502         if( b && h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
1503             x264_slicetype_frame_cost_recalculate( h, frames, b, b, b );
1504     }
1505     /* In AQ, use the weighted score instead. */
1506     else if( h->param.rc.i_aq_mode )
1507         cost = frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b];
1508
1509     h->fenc->i_row_satd = h->fenc->i_row_satds[b-p0][p1-b];
1510     h->fdec->i_row_satd = h->fdec->i_row_satds[b-p0][p1-b];
1511     h->fdec->i_satd = cost;
1512     memcpy( h->fdec->i_row_satd, h->fenc->i_row_satd, h->mb.i_mb_height * sizeof(int) );
1513     if( !IS_X264_TYPE_I(h->fenc->i_type) )
1514         memcpy( h->fdec->i_row_satds[0][0], h->fenc->i_row_satds[0][0], h->mb.i_mb_height * sizeof(int) );
1515
1516     if( h->param.b_intra_refresh && h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->fenc->i_type == X264_TYPE_P )
1517     {
1518         int ip_factor = 256 * h->param.rc.f_ip_factor; /* fix8 */
1519         for( int y = 0; y < h->mb.i_mb_height; y++ )
1520         {
1521             int mb_xy = y * h->mb.i_mb_stride;
1522             for( int x = h->fdec->i_pir_start_col; x <= h->fdec->i_pir_end_col; x++, mb_xy++ )
1523             {
1524                 int intra_cost = (h->fenc->i_intra_cost[mb_xy] * ip_factor + 128) >> 8;
1525                 int inter_cost = h->fenc->lowres_costs[b-p0][p1-b][mb_xy] & LOWRES_COST_MASK;
1526                 int diff = intra_cost - inter_cost;
1527                 if( h->param.rc.i_aq_mode )
1528                     h->fdec->i_row_satd[y] += (diff * frames[b]->i_inv_qscale_factor[mb_xy] + 128) >> 8;
1529                 else
1530                     h->fdec->i_row_satd[y] += diff;
1531                 cost += diff;
1532             }
1533         }
1534     }
1535
1536     return cost;
1537 }