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

   1 /*****************************************************************************
   2  * slicetype.c: h264 encoder library
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2005-2008 Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  19  *****************************************************************************/
  20
  21 #include <math.h>
  22 #include <limits.h>
  23
  24 #include "common/common.h"
  25 #include "common/cpu.h"
  26 #include "macroblock.h"
  27 #include "me.h"
  28
  29
  30 static void x264_lowres_context_init( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a )
  31 {
  32     a->i_qp = 12; // arbitrary, but low because SATD scores are 1/4 normal
  33     a->i_lambda = x264_lambda_tab[ a->i_qp ];
  34     x264_mb_analyse_load_costs( h, a );
  35     h->mb.i_me_method = X264_MIN( X264_ME_HEX, h->param.analyse.i_me_method ); // maybe dia?
  36     h->mb.i_subpel_refine = 4; // 3 should be enough, but not tweaking for speed now
  37     h->mb.b_chroma_me = 0;
  38 }
  39
  40 static int x264_slicetype_mb_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
  41                             x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
  42                             int dist_scale_factor, int do_search[2] )
  43 {
  44     x264_frame_t *fref0 = frames[p0];
  45     x264_frame_t *fref1 = frames[p1];
  46     x264_frame_t *fenc  = frames[b];
  47     const int b_bidir = (b < p1);
  48     const int i_mb_x = h->mb.i_mb_x;
  49     const int i_mb_y = h->mb.i_mb_y;
  50     const int i_mb_stride = h->sps->i_mb_width;
  51     const int i_mb_xy = i_mb_x + i_mb_y * i_mb_stride;
  52     const int i_stride = fenc->i_stride_lowres;
  53     const int i_pel_offset = 8 * ( i_mb_x + i_mb_y * i_stride );
  54     const int i_bipred_weight = h->param.analyse.b_weighted_bipred ? 64 - (dist_scale_factor>>2) : 32;
  55     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] };
  56     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] };
  57
  58     DECLARE_ALIGNED_8( uint8_t pix1[9*FDEC_STRIDE] );
  59     uint8_t *pix2 = pix1+8;
  60     x264_me_t m[2];
  61     int i_bcost = COST_MAX;
  62     int i_cost_bak;
  63     int l, i;
  64
  65     h->mb.pic.p_fenc[0] = h->mb.pic.fenc_buf;
  66     h->mc.copy[PIXEL_8x8]( h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE, &fenc->lowres[0][i_pel_offset], i_stride, 8 );
  67
  68     if( !p0 && !p1 && !b )
  69         goto lowres_intra_mb;
  70
  71     // no need for h->mb.mv_min[]
  72     h->mb.mv_min_fpel[0] = -8*h->mb.i_mb_x - 4;
  73     h->mb.mv_max_fpel[0] = 8*( h->sps->i_mb_width - h->mb.i_mb_x - 1 ) + 4;
  74     h->mb.mv_min_spel[0] = 4*( h->mb.mv_min_fpel[0] - 8 );
  75     h->mb.mv_max_spel[0] = 4*( h->mb.mv_max_fpel[0] + 8 );
  76     if( h->mb.i_mb_x >= h->sps->i_mb_width - 2 )
  77     {
  78         h->mb.mv_min_fpel[1] = -8*h->mb.i_mb_y - 4;
  79         h->mb.mv_max_fpel[1] = 8*( h->sps->i_mb_height - h->mb.i_mb_y - 1 ) + 4;
  80         h->mb.mv_min_spel[1] = 4*( h->mb.mv_min_fpel[1] - 8 );
  81         h->mb.mv_max_spel[1] = 4*( h->mb.mv_max_fpel[1] + 8 );
  82     }
  83
  84 #define LOAD_HPELS_LUMA(dst, src) \
  85     { \
  86         (dst)[0] = &(src)[0][i_pel_offset]; \
  87         (dst)[1] = &(src)[1][i_pel_offset]; \
  88         (dst)[2] = &(src)[2][i_pel_offset]; \
  89         (dst)[3] = &(src)[3][i_pel_offset]; \
  90     }
  91 #define CLIP_MV( mv ) \
  92     { \
  93         mv[0] = x264_clip3( mv[0], h->mb.mv_min_spel[0], h->mb.mv_max_spel[0] ); \
  94         mv[1] = x264_clip3( mv[1], h->mb.mv_min_spel[1], h->mb.mv_max_spel[1] ); \
  95     }
  96 #define TRY_BIDIR( mv0, mv1, penalty ) \
  97     { \
  98         int stride1 = 16, stride2 = 16; \
  99         uint8_t *src1, *src2; \
 100         int i_cost; \
 101         src1 = h->mc.get_ref( pix1, &stride1, m[0].p_fref, m[0].i_stride[0], \
 102                               (mv0)[0], (mv0)[1], 8, 8 ); \
 103         src2 = h->mc.get_ref( pix2, &stride2, m[1].p_fref, m[1].i_stride[0], \
 104                               (mv1)[0], (mv1)[1], 8, 8 ); \
 105         h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, src1, stride1, src2, stride2, i_bipred_weight ); \
 106         i_cost = penalty + h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( \
 107                            m[0].p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix1, 16 ); \
 108         if( i_bcost > i_cost ) \
 109             i_bcost = i_cost; \
 110     }
 111
 112     m[0].i_pixel = PIXEL_8x8;
 113     m[0].p_cost_mv = a->p_cost_mv;
 114     m[0].i_stride[0] = i_stride;
 115     m[0].p_fenc[0] = h->mb.pic.p_fenc[0];
 116     LOAD_HPELS_LUMA( m[0].p_fref, fref0->lowres );
 117
 118     if( b_bidir )
 119     {
 120         int16_t *mvr = fref1->lowres_mvs[0][p1-p0-1][i_mb_xy];
 121         int dmv[2][2];
 122         int mv0[2] = {0,0};
 123
 124         h->mc.memcpy_aligned( &m[1], &m[0], sizeof(x264_me_t) );
 125         LOAD_HPELS_LUMA( m[1].p_fref, fref1->lowres );
 126
 127         dmv[0][0] = ( mvr[0] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 128         dmv[0][1] = ( mvr[1] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 129         dmv[1][0] = dmv[0][0] - mvr[0];
 130         dmv[1][1] = dmv[0][1] - mvr[1];
 131         CLIP_MV( dmv[0] );
 132         CLIP_MV( dmv[1] );
 133
 134         TRY_BIDIR( dmv[0], dmv[1], 0 );
 135         if( dmv[0][0] | dmv[0][1] | dmv[1][0] | dmv[1][1] )
 136            TRY_BIDIR( mv0, mv0, 0 );
 137 //      if( i_bcost < 60 ) // arbitrary threshold
 138 //          return i_bcost;
 139     }
 140
 141     i_cost_bak = i_bcost;
 142     for( l = 0; l < 1 + b_bidir; l++ )
 143     {
 144         DECLARE_ALIGNED_4(int16_t mvc[4][2]) = {{0}};
 145         int i_mvc = 0;
 146         int16_t (*fenc_mv)[2] = fenc_mvs[l];
 147
 148         if( do_search[l] )
 149         {
 150             /* Reverse-order MV prediction. */
 151 #define MVC(mv) { *(uint32_t*)mvc[i_mvc] = *(uint32_t*)mv; i_mvc++; }
 152             if( i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1 )
 153                 MVC(fenc_mv[1]);
 154             if( i_mb_y < h->sps->i_mb_height - 1 )
 155             {
 156                 MVC(fenc_mv[i_mb_stride]);
 157                 if( i_mb_x > 0 )
 158                     MVC(fenc_mv[i_mb_stride-1]);
 159                 if( i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1 )
 160                     MVC(fenc_mv[i_mb_stride+1]);
 161             }
 162 #undef MVC
 163             x264_median_mv( m[l].mvp, mvc[0], mvc[1], mvc[2] );
 164             x264_me_search( h, &m[l], mvc, i_mvc );
 165
 166             m[l].cost -= 2; // remove mvcost from skip mbs
 167             if( *(uint32_t*)m[l].mv )
 168                 m[l].cost += 5;
 169             *(uint32_t*)fenc_mvs[l] = *(uint32_t*)m[l].mv;
 170             *fenc_costs[l] = m[l].cost;
 171         }
 172         else
 173         {
 174             *(uint32_t*)m[l].mv = *(uint32_t*)fenc_mvs[l];
 175             m[l].cost = *fenc_costs[l];
 176         }
 177         i_bcost = X264_MIN( i_bcost, m[l].cost );
 178     }
 179
 180     if( b_bidir && ( *(uint32_t*)m[0].mv || *(uint32_t*)m[1].mv ) )
 181         TRY_BIDIR( m[0].mv, m[1].mv, 5 );
 182
 183 lowres_intra_mb:
 184     /* forbid intra-mbs in B-frames, because it's rare and not worth checking */
 185     /* FIXME: Should we still forbid them now that we cache intra scores? */
 186     if( !b_bidir )
 187     {
 188         int i_icost, b_intra;
 189         if( !fenc->b_intra_calculated )
 190         {
 191             DECLARE_ALIGNED_16( uint8_t edge[33] );
 192             uint8_t *pix = &pix1[8+FDEC_STRIDE - 1];
 193             uint8_t *src = &fenc->lowres[0][i_pel_offset - 1];
 194             const int intra_penalty = 5;
 195             int satds[4];
 196
 197             memcpy( pix-FDEC_STRIDE, src-i_stride, 17 );
 198             for( i=0; i<8; i++ )
 199                 pix[i*FDEC_STRIDE] = src[i*i_stride];
 200             pix++;
 201
 202             if( h->pixf.intra_satd_x3_8x8c && h->pixf.mbcmp[0] == h->pixf.satd[0] )
 203             {
 204                 h->pixf.intra_satd_x3_8x8c( h->mb.pic.p_fenc[0], pix, satds );
 205                 h->predict_8x8c[I_PRED_CHROMA_P]( pix );
 206                 satds[I_PRED_CHROMA_P] =
 207                     h->pixf.satd[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 208             }
 209             else
 210             {
 211                 for( i=0; i<4; i++ )
 212                 {
 213                     h->predict_8x8c[i]( pix );
 214                     satds[i] = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 215                 }
 216             }
 217             i_icost = X264_MIN4( satds[0], satds[1], satds[2], satds[3] );
 218
 219             x264_predict_8x8_filter( pix, edge, ALL_NEIGHBORS, ALL_NEIGHBORS );
 220             for( i=3; i<9; i++ )
 221             {
 222                 int satd;
 223                 h->predict_8x8[i]( pix, edge );
 224                 satd = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 225                 i_icost = X264_MIN( i_icost, satd );
 226             }
 227
 228             i_icost += intra_penalty;
 229             fenc->i_intra_cost[i_mb_xy] = i_icost;
 230         }
 231         else
 232             i_icost = fenc->i_intra_cost[i_mb_xy];
 233         b_intra = i_icost < i_bcost;
 234         if( b_intra )
 235             i_bcost = i_icost;
 236         if(    i_mb_x > 0 && i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1
 237             && i_mb_y > 0 && i_mb_y < h->sps->i_mb_height - 1 )
 238         {
 239             fenc->i_intra_mbs[b-p0] += b_intra;
 240             fenc->i_cost_est[0][0] += i_icost;
 241         }
 242     }
 243
 244     return i_bcost;
 245 }
 246 #undef TRY_BIDIR
 247
 248 #define NUM_MBS\
 249    (h->sps->i_mb_width > 2 && h->sps->i_mb_height > 2 ?\
 250    (h->sps->i_mb_width - 2) * (h->sps->i_mb_height - 2) :\
 251     h->sps->i_mb_width * h->sps->i_mb_height)
 252
 253 static int x264_slicetype_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
 254                                x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
 255                                int b_intra_penalty )
 256 {
 257     int i_score = 0;
 258     /* Don't use the AQ'd scores for slicetype decision. */
 259     int i_score_aq = 0;
 260     int do_search[2];
 261
 262     /* Check whether we already evaluated this frame
 263      * If we have tried this frame as P, then we have also tried
 264      * the preceding frames as B. (is this still true?) */
 265     /* Also check that we already calculated the row SATDs for the current frame. */
 266     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) )
 267     {
 268         i_score = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 269     }
 270     else
 271     {
 272         int dist_scale_factor = 128;
 273         int *row_satd = frames[b]->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 274
 275         /* For each list, check to see whether we have lowres motion-searched this reference frame before. */
 276         do_search[0] = b != p0 && frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] == 0x7FFF;
 277         do_search[1] = b != p1 && frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] == 0x7FFF;
 278         if( do_search[0] ) frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] = 0;
 279         if( do_search[1] ) frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] = 0;
 280
 281         if( b == p1 )
 282         {
 283             frames[b]->i_intra_mbs[b-p0] = 0;
 284             frames[b]->i_cost_est[0][0] = 0;
 285         }
 286         if( p1 != p0 )
 287             dist_scale_factor = ( ((b-p0) << 8) + ((p1-p0) >> 1) ) / (p1-p0);
 288
 289         /* Lowres lookahead goes backwards because the MVs are used as predictors in the main encode. */
 290         /* This considerably improves MV prediction overall. */
 291         if( h->sps->i_mb_width <= 2 || h->sps->i_mb_height <= 2 )
 292         {
 293             for( h->mb.i_mb_y = h->sps->i_mb_height - 1; h->mb.i_mb_y >= 0 ; h->mb.i_mb_y-- )
 294                 for( h->mb.i_mb_x = h->sps->i_mb_width - 1; h->mb.i_mb_x >= 0 ; h->mb.i_mb_x-- )
 295                     i_score += x264_slicetype_mb_cost( h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search );
 296         }
 297         /* the edge mbs seem to reduce the predictive quality of the
 298          * whole frame's score, but are needed for a spatial distribution. */
 299         else if( h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
 300         {
 301             for( h->mb.i_mb_y = h->sps->i_mb_height - 1; h->mb.i_mb_y >= 0; h->mb.i_mb_y-- )
 302             {
 303                 row_satd[ h->mb.i_mb_y ] = 0;
 304                 for( h->mb.i_mb_x = h->sps->i_mb_width - 1; h->mb.i_mb_x >= 0; h->mb.i_mb_x-- )
 305                 {
 306                     int i_mb_cost = x264_slicetype_mb_cost( h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search );
 307                     int i_mb_cost_aq = i_mb_cost;
 308                     if( h->param.rc.i_aq_mode )
 309                         i_mb_cost_aq = (i_mb_cost_aq * frames[b]->i_inv_qscale_factor[h->mb.i_mb_x + h->mb.i_mb_y*h->mb.i_mb_stride] + 128) >> 8;
 310                     row_satd[ h->mb.i_mb_y ] += i_mb_cost_aq;
 311                     if( h->mb.i_mb_y > 0 && h->mb.i_mb_y < h->sps->i_mb_height - 1 &&
 312                         h->mb.i_mb_x > 0 && h->mb.i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1 )
 313                     {
 314                         /* Don't use AQ-weighted costs for slicetype decision, only for ratecontrol. */
 315                         i_score += i_mb_cost;
 316                         i_score_aq += i_mb_cost_aq;
 317                     }
 318                 }
 319             }
 320         }
 321         else
 322         {
 323             for( h->mb.i_mb_y = h->sps->i_mb_height - 2; h->mb.i_mb_y > 0; h->mb.i_mb_y-- )
 324                 for( h->mb.i_mb_x = h->sps->i_mb_width - 2; h->mb.i_mb_x > 0; h->mb.i_mb_x-- )
 325                 {
 326                     int i_mb_cost = x264_slicetype_mb_cost( h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search );
 327                     int i_mb_cost_aq = i_mb_cost;
 328                     if( h->param.rc.i_aq_mode )
 329                         i_mb_cost_aq = (i_mb_cost_aq * frames[b]->i_inv_qscale_factor[h->mb.i_mb_x + h->mb.i_mb_y*h->mb.i_mb_stride] + 128) >> 8;
 330                     i_score += i_mb_cost;
 331                     i_score_aq += i_mb_cost_aq;
 332                 }
 333         }
 334
 335         if( b != p1 )
 336             i_score = i_score * 100 / (120 + h->param.i_bframe_bias);
 337         else
 338             frames[b]->b_intra_calculated = 1;
 339
 340         frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b] = i_score;
 341         frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b] = i_score_aq;
 342         x264_emms();
 343     }
 344
 345     if( b_intra_penalty )
 346     {
 347         // arbitrary penalty for I-blocks after B-frames
 348         int nmb = NUM_MBS;
 349         i_score += i_score * frames[b]->i_intra_mbs[b-p0] / (nmb * 8);
 350     }
 351     return i_score;
 352 }
 353
 354 #define MAX_LENGTH (X264_BFRAME_MAX*4)
 355
 356 static int x264_slicetype_path_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, char *path, int threshold )
 357 {
 358     int loc = 1;
 359     int cost = 0;
 360     int cur_p = 0;
 361     path--; /* Since the 1st path element is really the second frame */
 362     while( path[loc] )
 363     {
 364         int next_p = loc;
 365         int next_b;
 366         /* Find the location of the next P-frame. */
 367         while( path[next_p] && path[next_p] != 'P' )
 368             next_p++;
 369         /* Return if the path doesn't end on a P-frame. */
 370         if( path[next_p] != 'P' )
 371             return cost;
 372
 373         /* Add the cost of the P-frame found above */
 374         cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_p, 0 );
 375         /* Early terminate if the cost we have found is larger than the best path cost so far */
 376         if( cost > threshold )
 377             break;
 378
 379         for( next_b = loc; next_b < next_p && cost < threshold; next_b++ )
 380             cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_b, 0 );
 381
 382         loc = next_p + 1;
 383         cur_p = next_p;
 384     }
 385     return cost;
 386 }
 387
 388 /* Viterbi/trellis slicetype decision algorithm. */
 389 /* Uses strings due to the fact that the speed of the control functions is
 390    negligable compared to the cost of running slicetype_frame_cost, and because
 391    it makes debugging easier. */
 392 static void x264_slicetype_path( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int length, int max_bframes, int buffer_size, char (*best_paths)[MAX_LENGTH] )
 393 {
 394     char paths[X264_BFRAME_MAX+2][MAX_LENGTH] = {{0}};
 395     int num_paths = X264_MIN(max_bframes+1, length);
 396     int suffix_size, loc, path;
 397     int best_cost = COST_MAX;
 398     int best_path_index = 0;
 399     length = X264_MIN(length,MAX_LENGTH);
 400
 401     /* Iterate over all currently possible paths and add suffixes to each one */
 402     for( suffix_size = 0; suffix_size < num_paths; suffix_size++ )
 403     {
 404         memcpy( paths[suffix_size], best_paths[length - (suffix_size + 1)], length - (suffix_size + 1) );
 405         for( loc = 0; loc < suffix_size; loc++ )
 406             strcat( paths[suffix_size], "B" );
 407         strcat( paths[suffix_size], "P" );
 408     }
 409
 410     /* Calculate the actual cost of each of the current paths */
 411     for( path = 0; path < num_paths; path++ )
 412     {
 413         int cost = x264_slicetype_path_cost( h, a, frames, paths[path], best_cost );
 414         if( cost < best_cost )
 415         {
 416             best_cost = cost;
 417             best_path_index = path;
 418         }
 419     }
 420
 421     /* Store the best path. */
 422     memcpy( best_paths[length], paths[best_path_index], length );
 423 }
 424
 425 static int x264_slicetype_path_search( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int length, int bframes, int buffer )
 426 {
 427     char best_paths[MAX_LENGTH][MAX_LENGTH] = {"","P"};
 428     int n;
 429     for( n = 2; n < length-1; n++ )
 430         x264_slicetype_path( h, a, frames, n, bframes, buffer, best_paths );
 431     return strspn( best_paths[length-2], "B" );
 432 }
 433
 434 static int scenecut( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int pdist )
 435 {
 436     int icost = frame->i_cost_est[0][0];
 437     int pcost = frame->i_cost_est[pdist][0];
 438     float f_bias;
 439     int i_gop_size = frame->i_frame - h->frames.i_last_idr;
 440     float f_thresh_max = h->param.i_scenecut_threshold / 100.0;
 441     /* magic numbers pulled out of thin air */
 442     float f_thresh_min = f_thresh_max * h->param.i_keyint_min
 443                          / ( h->param.i_keyint_max * 4 );
 444     int res;
 445
 446     if( h->param.i_keyint_min == h->param.i_keyint_max )
 447         f_thresh_min= f_thresh_max;
 448     if( i_gop_size < h->param.i_keyint_min / 4 )
 449         f_bias = f_thresh_min / 4;
 450     else if( i_gop_size <= h->param.i_keyint_min )
 451         f_bias = f_thresh_min * i_gop_size / h->param.i_keyint_min;
 452     else
 453     {
 454         f_bias = f_thresh_min
 455                  + ( f_thresh_max - f_thresh_min )
 456                     * ( i_gop_size - h->param.i_keyint_min )
 457                    / ( h->param.i_keyint_max - h->param.i_keyint_min ) ;
 458     }
 459
 460     res = pcost >= (1.0 - f_bias) * icost;
 461     if( res )
 462     {
 463         int imb = frame->i_intra_mbs[pdist];
 464         int pmb = NUM_MBS - imb;
 465         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",
 466                   frame->i_frame,
 467                   icost, pcost, 1. - (double)pcost / icost,
 468                   f_bias, i_gop_size, imb, pmb );
 469     }
 470     return res;
 471 }
 472
 473 static void x264_slicetype_analyse( x264_t *h )
 474 {
 475     x264_mb_analysis_t a;
 476     x264_frame_t *frames[X264_BFRAME_MAX*4+3] = { NULL, };
 477     int num_frames;
 478     int keyint_limit;
 479     int j;
 480     int i_mb_count = NUM_MBS;
 481     int cost1p0, cost2p0, cost1b1, cost2p1;
 482     int idr_frame_type;
 483
 484     assert( h->frames.b_have_lowres );
 485
 486     if( !h->frames.last_nonb )
 487         return;
 488     frames[0] = h->frames.last_nonb;
 489     for( j = 0; h->frames.next[j]; j++ )
 490         frames[j+1] = h->frames.next[j];
 491     keyint_limit = h->param.i_keyint_max - frames[0]->i_frame + h->frames.i_last_idr - 1;
 492     num_frames = X264_MIN( j, keyint_limit );
 493     if( num_frames == 0 )
 494         return;
 495
 496     x264_lowres_context_init( h, &a );
 497     idr_frame_type = frames[1]->i_frame - h->frames.i_last_idr >= h->param.i_keyint_min ? X264_TYPE_IDR : X264_TYPE_I;
 498
 499     if( num_frames == 1 )
 500     {
 501 no_b_frames:
 502         frames[1]->i_type = X264_TYPE_P;
 503         if( h->param.b_pre_scenecut )
 504         {
 505             x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 1, 1, 0 );
 506             if( scenecut( h, frames[1], 1 ) )
 507                 frames[1]->i_type = idr_frame_type;
 508         }
 509         return;
 510     }
 511
 512     if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_TRELLIS )
 513     {
 514         int num_bframes;
 515         int max_bframes = X264_MIN(num_frames-1, h->param.i_bframe);
 516         if( h->param.b_pre_scenecut )
 517         {
 518             x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 1, 1, 0 );
 519             if( scenecut( h, frames[1], 1 ) )
 520             {
 521                 frames[1]->i_type = idr_frame_type;
 522                 return;
 523             }
 524         }
 525         num_bframes = x264_slicetype_path_search( h, &a, frames, num_frames, max_bframes, num_frames-max_bframes );
 526         assert(num_bframes < num_frames);
 527
 528         for( j = 1; j < num_bframes+1; j++ )
 529         {
 530             if( h->param.b_pre_scenecut && scenecut( h, frames[j+1], j+1 ) )
 531             {
 532                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
 533                 frames[j+1]->i_type = idr_frame_type;
 534                 return;
 535             }
 536             frames[j]->i_type = X264_TYPE_B;
 537         }
 538         frames[num_bframes+1]->i_type = X264_TYPE_P;
 539     }
 540     else
 541     {
 542         cost2p1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 2, 2, 1 );
 543         if( frames[2]->i_intra_mbs[2] > i_mb_count / 2 )
 544             goto no_b_frames;
 545
 546         cost1b1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 2, 1, 0 );
 547         cost1p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 1, 1, 0 );
 548         cost2p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 1, 2, 2, 0 );
 549
 550         if( cost1p0 + cost2p0 < cost1b1 + cost2p1 )
 551             goto no_b_frames;
 552
 553         // arbitrary and untuned
 554         #define INTER_THRESH 300
 555         #define P_SENS_BIAS (50 - h->param.i_bframe_bias)
 556         frames[1]->i_type = X264_TYPE_B;
 557
 558         for( j = 2; j <= X264_MIN( h->param.i_bframe, num_frames-1 ); j++ )
 559         {
 560             int pthresh = X264_MAX(INTER_THRESH - P_SENS_BIAS * (j-1), INTER_THRESH/10);
 561             int pcost = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, j+1, j+1, 1 );
 562
 563             if( pcost > pthresh*i_mb_count || frames[j+1]->i_intra_mbs[j+1] > i_mb_count/3 )
 564             {
 565                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
 566                 break;
 567             }
 568             else
 569                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_B;
 570         }
 571     }
 572 }
 573
 574 void x264_slicetype_decide( x264_t *h )
 575 {
 576     x264_frame_t *frm;
 577     int bframes;
 578     int i;
 579
 580     if( h->frames.next[0] == NULL )
 581         return;
 582
 583     if( h->param.rc.b_stat_read )
 584     {
 585         /* Use the frame types from the first pass */
 586         for( i = 0; h->frames.next[i] != NULL; i++ )
 587             h->frames.next[i]->i_type =
 588                 x264_ratecontrol_slice_type( h, h->frames.next[i]->i_frame );
 589     }
 590     else if( (h->param.i_bframe && h->param.i_bframe_adaptive)
 591              || h->param.b_pre_scenecut )
 592         x264_slicetype_analyse( h );
 593
 594     for( bframes = 0;; bframes++ )
 595     {
 596         frm = h->frames.next[bframes];
 597
 598         /* Limit GOP size */
 599         if( frm->i_frame - h->frames.i_last_idr >= h->param.i_keyint_max )
 600         {
 601             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO )
 602                 frm->i_type = X264_TYPE_IDR;
 603             if( frm->i_type != X264_TYPE_IDR )
 604                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type (%d) is not compatible with keyframe interval\n", frm->i_type );
 605         }
 606         if( frm->i_type == X264_TYPE_IDR )
 607         {
 608             /* Close GOP */
 609             if( bframes > 0 )
 610             {
 611                 bframes--;
 612                 h->frames.next[bframes]->i_type = X264_TYPE_P;
 613             }
 614             else
 615             {
 616                 h->i_frame_num = 0;
 617             }
 618         }
 619
 620         if( bframes == h->param.i_bframe
 621             || h->frames.next[bframes+1] == NULL )
 622         {
 623             if( IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
 624                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type is not compatible with max B-frames\n" );
 625             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO
 626                 || IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
 627                 frm->i_type = X264_TYPE_P;
 628         }
 629
 630         if( frm->i_type != X264_TYPE_AUTO && frm->i_type != X264_TYPE_B && frm->i_type != X264_TYPE_BREF )
 631             break;
 632
 633         frm->i_type = X264_TYPE_B;
 634     }
 635 }
 636
 637 int x264_rc_analyse_slice( x264_t *h )
 638 {
 639     x264_mb_analysis_t a;
 640     x264_frame_t *frames[X264_BFRAME_MAX*4+2] = { NULL, };
 641     int p0=0, p1, b;
 642     int cost;
 643
 644     x264_lowres_context_init( h, &a );
 645
 646     if( IS_X264_TYPE_I(h->fenc->i_type) )
 647     {
 648         p1 = b = 0;
 649     }
 650     else if( X264_TYPE_P == h->fenc->i_type )
 651     {
 652         p1 = 0;
 653         while( h->frames.current[p1] && IS_X264_TYPE_B( h->frames.current[p1]->i_type ) )
 654             p1++;
 655         p1++;
 656         b = p1;
 657     }
 658     else //B
 659     {
 660         p1 = (h->fref1[0]->i_poc - h->fref0[0]->i_poc)/2;
 661         b  = (h->fref1[0]->i_poc - h->fenc->i_poc)/2;
 662         frames[p1] = h->fref1[0];
 663     }
 664     frames[p0] = h->fref0[0];
 665     frames[b] = h->fenc;
 666
 667     cost = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, p0, p1, b, 0 );
 668
 669     /* In AQ, use the weighted score instead. */
 670     if( h->param.rc.i_aq_mode )
 671         cost = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 672
 673     h->fenc->i_row_satd = h->fenc->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 674     h->fdec->i_row_satd = h->fdec->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 675     h->fdec->i_satd = cost;
 676     memcpy( h->fdec->i_row_satd, h->fenc->i_row_satd, h->sps->i_mb_height * sizeof(int) );
 677     return cost;
 678 }