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 <= 1 )
  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 stride2 = 16; \
  99         uint8_t *src2; \
 100         int i_cost; \
 101         h->mc.mc_luma( pix1, 16, 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         if( i_bipred_weight != 32 ) \
 106             h->mc.avg_weight[PIXEL_8x8]( pix1, 16, src2, stride2, i_bipred_weight ); \
 107         else \
 108             h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, src2, stride2 ); \
 109         i_cost = penalty + h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( \
 110                            m[0].p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix1, 16 ); \
 111         if( i_bcost > i_cost ) \
 112             i_bcost = i_cost; \
 113     }
 114
 115     m[0].i_pixel = PIXEL_8x8;
 116     m[0].p_cost_mv = a->p_cost_mv;
 117     m[0].i_stride[0] = i_stride;
 118     m[0].p_fenc[0] = h->mb.pic.p_fenc[0];
 119     LOAD_HPELS_LUMA( m[0].p_fref, fref0->lowres );
 120
 121     if( b_bidir )
 122     {
 123         int16_t *mvr = fref1->lowres_mvs[0][p1-p0-1][i_mb_xy];
 124         int dmv[2][2];
 125         int mv0[2] = {0,0};
 126
 127         h->mc.memcpy_aligned( &m[1], &m[0], sizeof(x264_me_t) );
 128         LOAD_HPELS_LUMA( m[1].p_fref, fref1->lowres );
 129
 130         dmv[0][0] = ( mvr[0] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 131         dmv[0][1] = ( mvr[1] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 132         dmv[1][0] = dmv[0][0] - mvr[0];
 133         dmv[1][1] = dmv[0][1] - mvr[1];
 134         CLIP_MV( dmv[0] );
 135         CLIP_MV( dmv[1] );
 136
 137         TRY_BIDIR( dmv[0], dmv[1], 0 );
 138         if( dmv[0][0] | dmv[0][1] | dmv[1][0] | dmv[1][1] )
 139            TRY_BIDIR( mv0, mv0, 0 );
 140 //      if( i_bcost < 60 ) // arbitrary threshold
 141 //          return i_bcost;
 142     }
 143
 144     i_cost_bak = i_bcost;
 145     for( l = 0; l < 1 + b_bidir; l++ )
 146     {
 147         DECLARE_ALIGNED_4(int16_t mvc[4][2]) = {{0}};
 148         int i_mvc = 0;
 149         int16_t (*fenc_mv)[2] = fenc_mvs[l];
 150
 151         if( do_search[l] )
 152         {
 153 #define MVC(mv) { *(uint32_t*)mvc[i_mvc] = *(uint32_t*)mv; i_mvc++; }
 154             if( i_mb_x > 0 )
 155                 MVC(fenc_mv[-1]);
 156             if( i_mb_y > 0 )
 157             {
 158                 MVC(fenc_mv[-i_mb_stride]);
 159                 if( i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1 )
 160                     MVC(fenc_mv[-i_mb_stride+1]);
 161                 if( i_mb_x > 0 )
 162                     MVC(fenc_mv[-i_mb_stride-1]);
 163             }
 164 #undef MVC
 165             x264_median_mv( m[l].mvp, mvc[0], mvc[1], mvc[2] );
 166             x264_me_search( h, &m[l], mvc, i_mvc );
 167
 168             m[l].cost -= 2; // remove mvcost from skip mbs
 169             if( *(uint32_t*)m[l].mv )
 170                 m[l].cost += 5;
 171             *(uint32_t*)fenc_mvs[l] = *(uint32_t*)m[l].mv;
 172             *fenc_costs[l] = m[l].cost;
 173         }
 174         else
 175         {
 176             *(uint32_t*)m[l].mv = *(uint32_t*)fenc_mvs[l];
 177             m[l].cost = *fenc_costs[l];
 178         }
 179         i_bcost = X264_MIN( i_bcost, m[l].cost );
 180     }
 181
 182     if( b_bidir && ( *(uint32_t*)m[0].mv || *(uint32_t*)m[1].mv ) )
 183         TRY_BIDIR( m[0].mv, m[1].mv, 5 );
 184
 185 lowres_intra_mb:
 186     /* forbid intra-mbs in B-frames, because it's rare and not worth checking */
 187     /* FIXME: Should we still forbid them now that we cache intra scores? */
 188     if( !b_bidir )
 189     {
 190         int i_icost, b_intra;
 191         if( !fenc->b_intra_calculated )
 192         {
 193             DECLARE_ALIGNED_16( uint8_t edge[33] );
 194             uint8_t *pix = &pix1[8+FDEC_STRIDE - 1];
 195             uint8_t *src = &fenc->lowres[0][i_pel_offset - 1];
 196             const int intra_penalty = 5;
 197             int satds[4];
 198
 199             memcpy( pix-FDEC_STRIDE, src-i_stride, 17 );
 200             for( i=0; i<8; i++ )
 201                 pix[i*FDEC_STRIDE] = src[i*i_stride];
 202             pix++;
 203
 204             if( h->pixf.intra_satd_x3_8x8c && h->pixf.mbcmp[0] == h->pixf.satd[0] )
 205             {
 206                 h->pixf.intra_satd_x3_8x8c( h->mb.pic.p_fenc[0], pix, satds );
 207                 h->predict_8x8c[I_PRED_CHROMA_P]( pix );
 208                 satds[I_PRED_CHROMA_P] =
 209                     h->pixf.satd[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 210             }
 211             else
 212             {
 213                 for( i=0; i<4; i++ )
 214                 {
 215                     h->predict_8x8c[i]( pix );
 216                     satds[i] = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 217                 }
 218             }
 219             i_icost = X264_MIN4( satds[0], satds[1], satds[2], satds[3] );
 220
 221             x264_predict_8x8_filter( pix, edge, ALL_NEIGHBORS, ALL_NEIGHBORS );
 222             for( i=3; i<9; i++ )
 223             {
 224                 int satd;
 225                 h->predict_8x8[i]( pix, edge );
 226                 satd = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 227                 i_icost = X264_MIN( i_icost, satd );
 228             }
 229
 230             i_icost += intra_penalty;
 231             fenc->i_intra_cost[i_mb_xy] = i_icost;
 232         }
 233         else
 234             i_icost = fenc->i_intra_cost[i_mb_xy];
 235         b_intra = i_icost < i_bcost;
 236         if( b_intra )
 237             i_bcost = i_icost;
 238         if(    i_mb_x > 0 && i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1
 239             && i_mb_y > 0 && i_mb_y < h->sps->i_mb_height - 1 )
 240         {
 241             fenc->i_intra_mbs[b-p0] += b_intra;
 242             fenc->i_cost_est[0][0] += i_icost;
 243         }
 244     }
 245
 246     return i_bcost;
 247 }
 248 #undef TRY_BIDIR
 249
 250 #define NUM_MBS\
 251    (h->sps->i_mb_width > 2 && h->sps->i_mb_height > 2 ?\
 252    (h->sps->i_mb_width - 2) * (h->sps->i_mb_height - 2) :\
 253     h->sps->i_mb_width * h->sps->i_mb_height)
 254
 255 static int x264_slicetype_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
 256                                x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
 257                                int b_intra_penalty )
 258 {
 259     int i_score = 0;
 260     /* Don't use the AQ'd scores for slicetype decision. */
 261     int i_score_aq = 0;
 262     int do_search[2];
 263
 264     /* Check whether we already evaluated this frame
 265      * If we have tried this frame as P, then we have also tried
 266      * the preceding frames as B. (is this still true?) */
 267     /* Also check that we already calculated the row SATDs for the current frame. */
 268     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) )
 269     {
 270         i_score = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 271     }
 272     else
 273     {
 274         int dist_scale_factor = 128;
 275         int *row_satd = frames[b]->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 276
 277         /* For each list, check to see whether we have lowres motion-searched this reference frame before. */
 278         do_search[0] = b != p0 && frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] == 0x7FFF;
 279         do_search[1] = b != p1 && frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] == 0x7FFF;
 280         if( do_search[0] ) frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] = 0;
 281         if( do_search[1] ) frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] = 0;
 282
 283         if( b == p1 )
 284         {
 285             frames[b]->i_intra_mbs[b-p0] = 0;
 286             frames[b]->i_cost_est[0][0] = 0;
 287         }
 288         if( p1 != p0 )
 289             dist_scale_factor = ( ((b-p0) << 8) + ((p1-p0) >> 1) ) / (p1-p0);
 290
 291         if( h->sps->i_mb_width <= 2 || h->sps->i_mb_height <= 2 )
 292         {
 293             for( h->mb.i_mb_y = 0; h->mb.i_mb_y < h->sps->i_mb_height; h->mb.i_mb_y++ )
 294                 for( h->mb.i_mb_x = 0; h->mb.i_mb_x < h->sps->i_mb_width; 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 = 0; h->mb.i_mb_y < h->sps->i_mb_height; h->mb.i_mb_y++ )
 302             {
 303                 row_satd[ h->mb.i_mb_y ] = 0;
 304                 for( h->mb.i_mb_x = 0; h->mb.i_mb_x < h->sps->i_mb_width; 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                     {
 310                         x264_emms();
 311                         i_mb_cost_aq *= pow(2.0,-(frames[b]->f_qp_offset[h->mb.i_mb_x + h->mb.i_mb_y*h->mb.i_mb_stride])/6.0);
 312                     }
 313                     row_satd[ h->mb.i_mb_y ] += i_mb_cost_aq;
 314                     if( h->mb.i_mb_y > 0 && h->mb.i_mb_y < h->sps->i_mb_height - 1 &&
 315                         h->mb.i_mb_x > 0 && h->mb.i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1 )
 316                     {
 317                         /* Don't use AQ-weighted costs for slicetype decision, only for ratecontrol. */
 318                         i_score += i_mb_cost;
 319                         i_score_aq += i_mb_cost_aq;
 320                     }
 321                 }
 322             }
 323         }
 324         else
 325         {
 326             for( h->mb.i_mb_y = 1; h->mb.i_mb_y < h->sps->i_mb_height - 1; h->mb.i_mb_y++ )
 327                 for( h->mb.i_mb_x = 1; h->mb.i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1; h->mb.i_mb_x++ )
 328                 {
 329                     int i_mb_cost = x264_slicetype_mb_cost( h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search );
 330                     int i_mb_cost_aq = i_mb_cost;
 331                     if( h->param.rc.i_aq_mode )
 332                     {
 333                         x264_emms();
 334                         i_mb_cost_aq *= pow(2.0,-(frames[b]->f_qp_offset[h->mb.i_mb_x + h->mb.i_mb_y*h->mb.i_mb_stride])/6.0);
 335                     }
 336                     i_score += i_mb_cost;
 337                     i_score_aq += i_mb_cost_aq;
 338                 }
 339         }
 340
 341         if( b != p1 )
 342             i_score = i_score * 100 / (120 + h->param.i_bframe_bias);
 343         else
 344             frames[b]->b_intra_calculated = 1;
 345
 346         frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b] = i_score;
 347         frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b] = i_score_aq;
 348         x264_emms();
 349     }
 350
 351     if( b_intra_penalty )
 352     {
 353         // arbitrary penalty for I-blocks after B-frames
 354         int nmb = NUM_MBS;
 355         i_score += i_score * frames[b]->i_intra_mbs[b-p0] / (nmb * 8);
 356     }
 357     return i_score;
 358 }
 359
 360 #define MAX_LENGTH (X264_BFRAME_MAX*4)
 361
 362 static int x264_slicetype_path_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, char *path, int threshold )
 363 {
 364     int loc = 1;
 365     int cost = 0;
 366     int cur_p = 0;
 367     path--; /* Since the 1st path element is really the second frame */
 368     while( path[loc] )
 369     {
 370         int next_p = loc;
 371         int next_b;
 372         /* Find the location of the next P-frame. */
 373         while( path[next_p] && path[next_p] != 'P' )
 374             next_p++;
 375         /* Return if the path doesn't end on a P-frame. */
 376         if( path[next_p] != 'P' )
 377             return cost;
 378
 379         /* Add the cost of the P-frame found above */
 380         cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_p, 0 );
 381         /* Early terminate if the cost we have found is larger than the best path cost so far */
 382         if( cost > threshold )
 383             break;
 384
 385         for( next_b = loc; next_b < next_p && cost < threshold; next_b++ )
 386             cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_b, 0 );
 387
 388         loc = next_p + 1;
 389         cur_p = next_p;
 390     }
 391     return cost;
 392 }
 393
 394 /* Viterbi/trellis slicetype decision algorithm. */
 395 /* Uses strings due to the fact that the speed of the control functions is
 396    negligable compared to the cost of running slicetype_frame_cost, and because
 397    it makes debugging easier. */
 398 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] )
 399 {
 400     char paths[X264_BFRAME_MAX+2][MAX_LENGTH] = {{0}};
 401     int num_paths = X264_MIN(max_bframes+1, length);
 402     int suffix_size, loc, path;
 403     int best_cost = COST_MAX;
 404     int best_path_index = 0;
 405     length = X264_MIN(length,MAX_LENGTH);
 406
 407     /* Iterate over all currently possible paths and add suffixes to each one */
 408     for( suffix_size = 0; suffix_size < num_paths; suffix_size++ )
 409     {
 410         memcpy( paths[suffix_size], best_paths[length - (suffix_size + 1)], length - (suffix_size + 1) );
 411         for( loc = 0; loc < suffix_size; loc++ )
 412             strcat( paths[suffix_size], "B" );
 413         strcat( paths[suffix_size], "P" );
 414     }
 415
 416     /* Calculate the actual cost of each of the current paths */
 417     for( path = 0; path < num_paths; path++ )
 418     {
 419         int cost = x264_slicetype_path_cost( h, a, frames, paths[path], best_cost );
 420         if( cost < best_cost )
 421         {
 422             best_cost = cost;
 423             best_path_index = path;
 424         }
 425     }
 426
 427     /* Store the best path. */
 428     memcpy( best_paths[length], paths[best_path_index], length );
 429 }
 430
 431 static int x264_slicetype_path_search( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int length, int bframes, int buffer )
 432 {
 433     char best_paths[MAX_LENGTH][MAX_LENGTH] = {"","P"};
 434     int n;
 435     for( n = 2; n < length-1; n++ )
 436         x264_slicetype_path( h, a, frames, n, bframes, buffer, best_paths );
 437     return strspn( best_paths[length-2], "B" );
 438 }
 439
 440 static int scenecut( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int pdist )
 441 {
 442     int icost = frame->i_cost_est[0][0];
 443     int pcost = frame->i_cost_est[pdist][0];
 444     float f_bias;
 445     int i_gop_size = frame->i_frame - h->frames.i_last_idr;
 446     float f_thresh_max = h->param.i_scenecut_threshold / 100.0;
 447     /* magic numbers pulled out of thin air */
 448     float f_thresh_min = f_thresh_max * h->param.i_keyint_min
 449                          / ( h->param.i_keyint_max * 4 );
 450     int res;
 451
 452     if( h->param.i_keyint_min == h->param.i_keyint_max )
 453         f_thresh_min= f_thresh_max;
 454     if( i_gop_size < h->param.i_keyint_min / 4 )
 455         f_bias = f_thresh_min / 4;
 456     else if( i_gop_size <= h->param.i_keyint_min )
 457         f_bias = f_thresh_min * i_gop_size / h->param.i_keyint_min;
 458     else
 459     {
 460         f_bias = f_thresh_min
 461                  + ( f_thresh_max - f_thresh_min )
 462                     * ( i_gop_size - h->param.i_keyint_min )
 463                    / ( h->param.i_keyint_max - h->param.i_keyint_min ) ;
 464     }
 465
 466     res = pcost >= (1.0 - f_bias) * icost;
 467     if( res )
 468     {
 469         int imb = frame->i_intra_mbs[pdist];
 470         int pmb = NUM_MBS - imb;
 471         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",
 472                   frame->i_frame,
 473                   icost, pcost, 1. - (double)pcost / icost,
 474                   f_bias, i_gop_size, imb, pmb );
 475     }
 476     return res;
 477 }
 478
 479 static void x264_slicetype_analyse( x264_t *h )
 480 {
 481     x264_mb_analysis_t a;
 482     x264_frame_t *frames[X264_BFRAME_MAX*4+3] = { NULL, };
 483     int num_frames;
 484     int keyint_limit;
 485     int j;
 486     int i_mb_count = NUM_MBS;
 487     int cost1p0, cost2p0, cost1b1, cost2p1;
 488     int idr_frame_type;
 489
 490     assert( h->frames.b_have_lowres );
 491
 492     if( !h->frames.last_nonb )
 493         return;
 494     frames[0] = h->frames.last_nonb;
 495     for( j = 0; h->frames.next[j]; j++ )
 496         frames[j+1] = h->frames.next[j];
 497     keyint_limit = h->param.i_keyint_max - frames[0]->i_frame + h->frames.i_last_idr - 1;
 498     num_frames = X264_MIN( j, keyint_limit );
 499     if( num_frames == 0 )
 500         return;
 501
 502     x264_lowres_context_init( h, &a );
 503     idr_frame_type = frames[1]->i_frame - h->frames.i_last_idr >= h->param.i_keyint_min ? X264_TYPE_IDR : X264_TYPE_I;
 504
 505     if( num_frames == 1 )
 506     {
 507 no_b_frames:
 508         frames[1]->i_type = X264_TYPE_P;
 509         if( h->param.b_pre_scenecut )
 510         {
 511             x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 1, 1, 0 );
 512             if( scenecut( h, frames[1], 1 ) )
 513                 frames[1]->i_type = idr_frame_type;
 514         }
 515         return;
 516     }
 517
 518     if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_TRELLIS )
 519     {
 520         int num_bframes;
 521         int max_bframes = X264_MIN(num_frames-1, h->param.i_bframe);
 522         if( h->param.b_pre_scenecut )
 523         {
 524             x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 1, 1, 0 );
 525             if( scenecut( h, frames[1], 1 ) )
 526             {
 527                 frames[1]->i_type = idr_frame_type;
 528                 return;
 529             }
 530         }
 531         num_bframes = x264_slicetype_path_search( h, &a, frames, num_frames, max_bframes, num_frames-max_bframes );
 532         assert(num_bframes < num_frames);
 533
 534         for( j = 1; j < num_bframes+1; j++ )
 535         {
 536             if( h->param.b_pre_scenecut && scenecut( h, frames[j+1], j+1 ) )
 537             {
 538                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
 539                 frames[j+1]->i_type = idr_frame_type;
 540                 return;
 541             }
 542             frames[j]->i_type = X264_TYPE_B;
 543         }
 544         frames[num_bframes+1]->i_type = X264_TYPE_P;
 545     }
 546     else
 547     {
 548         cost2p1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 2, 2, 1 );
 549         if( frames[2]->i_intra_mbs[2] > i_mb_count / 2 )
 550             goto no_b_frames;
 551
 552         cost1b1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 2, 1, 0 );
 553         cost1p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 1, 1, 0 );
 554         cost2p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 1, 2, 2, 0 );
 555
 556         if( cost1p0 + cost2p0 < cost1b1 + cost2p1 )
 557             goto no_b_frames;
 558
 559         // arbitrary and untuned
 560         #define INTER_THRESH 300
 561         #define P_SENS_BIAS (50 - h->param.i_bframe_bias)
 562         frames[1]->i_type = X264_TYPE_B;
 563
 564         for( j = 2; j <= X264_MIN( h->param.i_bframe, num_frames-1 ); j++ )
 565         {
 566             int pthresh = X264_MAX(INTER_THRESH - P_SENS_BIAS * (j-1), INTER_THRESH/10);
 567             int pcost = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, j+1, j+1, 1 );
 568
 569             if( pcost > pthresh*i_mb_count || frames[j+1]->i_intra_mbs[j+1] > i_mb_count/3 )
 570             {
 571                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
 572                 break;
 573             }
 574             else
 575                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_B;
 576         }
 577     }
 578 }
 579
 580 void x264_slicetype_decide( x264_t *h )
 581 {
 582     x264_frame_t *frm;
 583     int bframes;
 584     int i;
 585
 586     if( h->frames.next[0] == NULL )
 587         return;
 588
 589     if( h->param.rc.b_stat_read )
 590     {
 591         /* Use the frame types from the first pass */
 592         for( i = 0; h->frames.next[i] != NULL; i++ )
 593             h->frames.next[i]->i_type =
 594                 x264_ratecontrol_slice_type( h, h->frames.next[i]->i_frame );
 595     }
 596     else if( (h->param.i_bframe && h->param.i_bframe_adaptive)
 597              || h->param.b_pre_scenecut )
 598         x264_slicetype_analyse( h );
 599
 600     for( bframes = 0;; bframes++ )
 601     {
 602         frm = h->frames.next[bframes];
 603
 604         /* Limit GOP size */
 605         if( frm->i_frame - h->frames.i_last_idr >= h->param.i_keyint_max )
 606         {
 607             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO )
 608                 frm->i_type = X264_TYPE_IDR;
 609             if( frm->i_type != X264_TYPE_IDR )
 610                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type (%d) is not compatible with keyframe interval\n", frm->i_type );
 611         }
 612         if( frm->i_type == X264_TYPE_IDR )
 613         {
 614             /* Close GOP */
 615             if( bframes > 0 )
 616             {
 617                 bframes--;
 618                 h->frames.next[bframes]->i_type = X264_TYPE_P;
 619             }
 620             else
 621             {
 622                 h->i_frame_num = 0;
 623             }
 624         }
 625
 626         if( bframes == h->param.i_bframe
 627             || h->frames.next[bframes+1] == NULL )
 628         {
 629             if( IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
 630                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type is not compatible with max B-frames\n" );
 631             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO
 632                 || IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
 633                 frm->i_type = X264_TYPE_P;
 634         }
 635
 636         if( frm->i_type != X264_TYPE_AUTO && frm->i_type != X264_TYPE_B && frm->i_type != X264_TYPE_BREF )
 637             break;
 638
 639         frm->i_type = X264_TYPE_B;
 640     }
 641 }
 642
 643 int x264_rc_analyse_slice( x264_t *h )
 644 {
 645     x264_mb_analysis_t a;
 646     x264_frame_t *frames[X264_BFRAME_MAX*4+2] = { NULL, };
 647     int p0=0, p1, b;
 648     int cost;
 649
 650     x264_lowres_context_init( h, &a );
 651
 652     if( IS_X264_TYPE_I(h->fenc->i_type) )
 653     {
 654         p1 = b = 0;
 655     }
 656     else if( X264_TYPE_P == h->fenc->i_type )
 657     {
 658         p1 = 0;
 659         while( h->frames.current[p1] && IS_X264_TYPE_B( h->frames.current[p1]->i_type ) )
 660             p1++;
 661         p1++;
 662         b = p1;
 663     }
 664     else //B
 665     {
 666         p1 = (h->fref1[0]->i_poc - h->fref0[0]->i_poc)/2;
 667         b  = (h->fref1[0]->i_poc - h->fenc->i_poc)/2;
 668         frames[p1] = h->fref1[0];
 669     }
 670     frames[p0] = h->fref0[0];
 671     frames[b] = h->fenc;
 672
 673     cost = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, p0, p1, b, 0 );
 674
 675     /* In AQ, use the weighted score instead. */
 676     if( h->param.rc.i_aq_mode )
 677         cost = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 678
 679     h->fenc->i_row_satd = h->fenc->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 680     h->fdec->i_row_satd = h->fdec->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 681     h->fdec->i_satd = cost;
 682     memcpy( h->fdec->i_row_satd, h->fenc->i_row_satd, h->sps->i_mb_height * sizeof(int) );
 683     return cost;
 684 }