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     h->mb.mv_min_fpel[1] = -8*h->mb.i_mb_y - 4;
  77     h->mb.mv_max_fpel[1] = 8*( h->sps->i_mb_height - h->mb.i_mb_y - 1 ) + 4;
  78     h->mb.mv_min_spel[1] = 4*( h->mb.mv_min_fpel[1] - 8 );
  79     h->mb.mv_max_spel[1] = 4*( h->mb.mv_max_fpel[1] + 8 );
  80
  81 #define LOAD_HPELS_LUMA(dst, src) \
  82     { \
  83         (dst)[0] = &(src)[0][i_pel_offset]; \
  84         (dst)[1] = &(src)[1][i_pel_offset]; \
  85         (dst)[2] = &(src)[2][i_pel_offset]; \
  86         (dst)[3] = &(src)[3][i_pel_offset]; \
  87     }
  88 #define CLIP_MV( mv ) \
  89     { \
  90         mv[0] = x264_clip3( mv[0], h->mb.mv_min_spel[0], h->mb.mv_max_spel[0] ); \
  91         mv[1] = x264_clip3( mv[1], h->mb.mv_min_spel[1], h->mb.mv_max_spel[1] ); \
  92     }
  93 #define TRY_BIDIR( mv0, mv1, penalty ) \
  94     { \
  95         int stride1 = 16, stride2 = 16; \
  96         uint8_t *src1, *src2; \
  97         int i_cost; \
  98         src1 = h->mc.get_ref( pix1, &stride1, m[0].p_fref, m[0].i_stride[0], \
  99                               (mv0)[0], (mv0)[1], 8, 8 ); \
 100         src2 = h->mc.get_ref( pix2, &stride2, m[1].p_fref, m[1].i_stride[0], \
 101                               (mv1)[0], (mv1)[1], 8, 8 ); \
 102         h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, src1, stride1, src2, stride2, i_bipred_weight ); \
 103         i_cost = penalty + h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( \
 104                            m[0].p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix1, 16 ); \
 105         if( i_bcost > i_cost ) \
 106             i_bcost = i_cost; \
 107     }
 108
 109     m[0].i_pixel = PIXEL_8x8;
 110     m[0].p_cost_mv = a->p_cost_mv;
 111     m[0].i_stride[0] = i_stride;
 112     m[0].p_fenc[0] = h->mb.pic.p_fenc[0];
 113     LOAD_HPELS_LUMA( m[0].p_fref, fref0->lowres );
 114
 115     if( b_bidir )
 116     {
 117         int16_t *mvr = fref1->lowres_mvs[0][p1-p0-1][i_mb_xy];
 118         int dmv[2][2];
 119         int mv0[2] = {0,0};
 120
 121         h->mc.memcpy_aligned( &m[1], &m[0], sizeof(x264_me_t) );
 122         LOAD_HPELS_LUMA( m[1].p_fref, fref1->lowres );
 123
 124         dmv[0][0] = ( mvr[0] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 125         dmv[0][1] = ( mvr[1] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 126         dmv[1][0] = dmv[0][0] - mvr[0];
 127         dmv[1][1] = dmv[0][1] - mvr[1];
 128         CLIP_MV( dmv[0] );
 129         CLIP_MV( dmv[1] );
 130
 131         TRY_BIDIR( dmv[0], dmv[1], 0 );
 132         if( dmv[0][0] | dmv[0][1] | dmv[1][0] | dmv[1][1] )
 133            TRY_BIDIR( mv0, mv0, 0 );
 134 //      if( i_bcost < 60 ) // arbitrary threshold
 135 //          return i_bcost;
 136     }
 137
 138     i_cost_bak = i_bcost;
 139     for( l = 0; l < 1 + b_bidir; l++ )
 140     {
 141         DECLARE_ALIGNED_4(int16_t mvc[4][2]) = {{0}};
 142         int i_mvc = 0;
 143         int16_t (*fenc_mv)[2] = fenc_mvs[l];
 144
 145         if( do_search[l] )
 146         {
 147             /* Reverse-order MV prediction. */
 148 #define MVC(mv) { *(uint32_t*)mvc[i_mvc] = *(uint32_t*)mv; i_mvc++; }
 149             if( i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1 )
 150                 MVC(fenc_mv[1]);
 151             if( i_mb_y < h->sps->i_mb_height - 1 )
 152             {
 153                 MVC(fenc_mv[i_mb_stride]);
 154                 if( i_mb_x > 0 )
 155                     MVC(fenc_mv[i_mb_stride-1]);
 156                 if( i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1 )
 157                     MVC(fenc_mv[i_mb_stride+1]);
 158             }
 159 #undef MVC
 160             x264_median_mv( m[l].mvp, mvc[0], mvc[1], mvc[2] );
 161             x264_me_search( h, &m[l], mvc, i_mvc );
 162
 163             m[l].cost -= 2; // remove mvcost from skip mbs
 164             if( *(uint32_t*)m[l].mv )
 165                 m[l].cost += 5;
 166             *(uint32_t*)fenc_mvs[l] = *(uint32_t*)m[l].mv;
 167             *fenc_costs[l] = m[l].cost;
 168         }
 169         else
 170         {
 171             *(uint32_t*)m[l].mv = *(uint32_t*)fenc_mvs[l];
 172             m[l].cost = *fenc_costs[l];
 173         }
 174         i_bcost = X264_MIN( i_bcost, m[l].cost );
 175     }
 176
 177     if( b_bidir && ( *(uint32_t*)m[0].mv || *(uint32_t*)m[1].mv ) )
 178         TRY_BIDIR( m[0].mv, m[1].mv, 5 );
 179
 180 lowres_intra_mb:
 181     /* forbid intra-mbs in B-frames, because it's rare and not worth checking */
 182     /* FIXME: Should we still forbid them now that we cache intra scores? */
 183     if( !b_bidir )
 184     {
 185         int i_icost, b_intra;
 186         if( !fenc->b_intra_calculated )
 187         {
 188             DECLARE_ALIGNED_16( uint8_t edge[33] );
 189             uint8_t *pix = &pix1[8+FDEC_STRIDE - 1];
 190             uint8_t *src = &fenc->lowres[0][i_pel_offset - 1];
 191             const int intra_penalty = 5;
 192             int satds[4];
 193
 194             memcpy( pix-FDEC_STRIDE, src-i_stride, 17 );
 195             for( i=0; i<8; i++ )
 196                 pix[i*FDEC_STRIDE] = src[i*i_stride];
 197             pix++;
 198
 199             if( h->pixf.intra_satd_x3_8x8c && h->pixf.mbcmp[0] == h->pixf.satd[0] )
 200             {
 201                 h->pixf.intra_satd_x3_8x8c( h->mb.pic.p_fenc[0], pix, satds );
 202                 h->predict_8x8c[I_PRED_CHROMA_P]( pix );
 203                 satds[I_PRED_CHROMA_P] =
 204                     h->pixf.satd[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 205             }
 206             else
 207             {
 208                 for( i=0; i<4; i++ )
 209                 {
 210                     h->predict_8x8c[i]( pix );
 211                     satds[i] = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 212                 }
 213             }
 214             i_icost = X264_MIN4( satds[0], satds[1], satds[2], satds[3] );
 215
 216             x264_predict_8x8_filter( pix, edge, ALL_NEIGHBORS, ALL_NEIGHBORS );
 217             for( i=3; i<9; i++ )
 218             {
 219                 int satd;
 220                 h->predict_8x8[i]( pix, edge );
 221                 satd = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 222                 i_icost = X264_MIN( i_icost, satd );
 223             }
 224
 225             i_icost += intra_penalty;
 226             fenc->i_intra_cost[i_mb_xy] = i_icost;
 227         }
 228         else
 229             i_icost = fenc->i_intra_cost[i_mb_xy];
 230         b_intra = i_icost < i_bcost;
 231         if( b_intra )
 232             i_bcost = i_icost;
 233         if(    i_mb_x > 0 && i_mb_x < h->sps->i_mb_width - 1
 234             && i_mb_y > 0 && i_mb_y < h->sps->i_mb_height - 1 )
 235         {
 236             fenc->i_intra_mbs[b-p0] += b_intra;
 237             fenc->i_cost_est[0][0] += i_icost;
 238         }
 239     }
 240
 241     return i_bcost;
 242 }
 243 #undef TRY_BIDIR
 244
 245 #define NUM_MBS\
 246    (h->sps->i_mb_width > 2 && h->sps->i_mb_height > 2 ?\
 247    (h->sps->i_mb_width - 2) * (h->sps->i_mb_height - 2) :\
 248     h->sps->i_mb_width * h->sps->i_mb_height)
 249
 250 static int x264_slicetype_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
 251                                x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
 252                                int b_intra_penalty )
 253 {
 254     int i_score = 0;
 255     /* Don't use the AQ'd scores for slicetype decision. */
 256     int i_score_aq = 0;
 257     int do_search[2];
 258
 259     /* Check whether we already evaluated this frame
 260      * If we have tried this frame as P, then we have also tried
 261      * the preceding frames as B. (is this still true?) */
 262     /* Also check that we already calculated the row SATDs for the current frame. */
 263     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) )
 264     {
 265         i_score = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 266     }
 267     else
 268     {
 269         int dist_scale_factor = 128;
 270         int *row_satd = frames[b]->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 271
 272         /* For each list, check to see whether we have lowres motion-searched this reference frame before. */
 273         do_search[0] = b != p0 && frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] == 0x7FFF;
 274         do_search[1] = b != p1 && frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] == 0x7FFF;
 275         if( do_search[0] ) frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] = 0;
 276         if( do_search[1] ) frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] = 0;
 277
 278         if( b == p1 )
 279         {
 280             frames[b]->i_intra_mbs[b-p0] = 0;
 281             frames[b]->i_cost_est[0][0] = 0;
 282         }
 283         if( p1 != p0 )
 284             dist_scale_factor = ( ((b-p0) << 8) + ((p1-p0) >> 1) ) / (p1-p0);
 285
 286         /* Lowres lookahead goes backwards because the MVs are used as predictors in the main encode. */
 287         /* This considerably improves MV prediction overall. */
 288         if( h->sps->i_mb_width <= 2 || h->sps->i_mb_height <= 2 )
 289         {
 290             for( h->mb.i_mb_y = h->sps->i_mb_height - 1; h->mb.i_mb_y >= 0 ; h->mb.i_mb_y-- )
 291                 for( h->mb.i_mb_x = h->sps->i_mb_width - 1; h->mb.i_mb_x >= 0 ; h->mb.i_mb_x-- )
 292                     i_score += x264_slicetype_mb_cost( h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search );
 293         }
 294         /* the edge mbs seem to reduce the predictive quality of the
 295          * whole frame's score, but are needed for a spatial distribution. */
 296         else if( h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
 297         {
 298             for( h->mb.i_mb_y = h->sps->i_mb_height - 1; h->mb.i_mb_y >= 0; h->mb.i_mb_y-- )
 299             {
 300                 row_satd[ h->mb.i_mb_y ] = 0;
 301                 for( h->mb.i_mb_x = h->sps->i_mb_width - 1; h->mb.i_mb_x >= 0; h->mb.i_mb_x-- )
 302                 {
 303                     int i_mb_cost = x264_slicetype_mb_cost( h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search );
 304                     int i_mb_cost_aq = i_mb_cost;
 305                     if( h->param.rc.i_aq_mode )
 306                     {
 307                         x264_emms();
 308                         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);
 309                     }
 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                     {
 330                         x264_emms();
 331                         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);
 332                     }
 333                     i_score += i_mb_cost;
 334                     i_score_aq += i_mb_cost_aq;
 335                 }
 336         }
 337
 338         if( b != p1 )
 339             i_score = i_score * 100 / (120 + h->param.i_bframe_bias);
 340         else
 341             frames[b]->b_intra_calculated = 1;
 342
 343         frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b] = i_score;
 344         frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b] = i_score_aq;
 345         x264_emms();
 346     }
 347
 348     if( b_intra_penalty )
 349     {
 350         // arbitrary penalty for I-blocks after B-frames
 351         int nmb = NUM_MBS;
 352         i_score += i_score * frames[b]->i_intra_mbs[b-p0] / (nmb * 8);
 353     }
 354     return i_score;
 355 }
 356
 357 #define MAX_LENGTH (X264_BFRAME_MAX*4)
 358
 359 static int x264_slicetype_path_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, char *path, int threshold )
 360 {
 361     int loc = 1;
 362     int cost = 0;
 363     int cur_p = 0;
 364     path--; /* Since the 1st path element is really the second frame */
 365     while( path[loc] )
 366     {
 367         int next_p = loc;
 368         int next_b;
 369         /* Find the location of the next P-frame. */
 370         while( path[next_p] && path[next_p] != 'P' )
 371             next_p++;
 372         /* Return if the path doesn't end on a P-frame. */
 373         if( path[next_p] != 'P' )
 374             return cost;
 375
 376         /* Add the cost of the P-frame found above */
 377         cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_p, 0 );
 378         /* Early terminate if the cost we have found is larger than the best path cost so far */
 379         if( cost > threshold )
 380             break;
 381
 382         for( next_b = loc; next_b < next_p && cost < threshold; next_b++ )
 383             cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_b, 0 );
 384
 385         loc = next_p + 1;
 386         cur_p = next_p;
 387     }
 388     return cost;
 389 }
 390
 391 /* Viterbi/trellis slicetype decision algorithm. */
 392 /* Uses strings due to the fact that the speed of the control functions is
 393    negligable compared to the cost of running slicetype_frame_cost, and because
 394    it makes debugging easier. */
 395 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] )
 396 {
 397     char paths[X264_BFRAME_MAX+2][MAX_LENGTH] = {{0}};
 398     int num_paths = X264_MIN(max_bframes+1, length);
 399     int suffix_size, loc, path;
 400     int best_cost = COST_MAX;
 401     int best_path_index = 0;
 402     length = X264_MIN(length,MAX_LENGTH);
 403
 404     /* Iterate over all currently possible paths and add suffixes to each one */
 405     for( suffix_size = 0; suffix_size < num_paths; suffix_size++ )
 406     {
 407         memcpy( paths[suffix_size], best_paths[length - (suffix_size + 1)], length - (suffix_size + 1) );
 408         for( loc = 0; loc < suffix_size; loc++ )
 409             strcat( paths[suffix_size], "B" );
 410         strcat( paths[suffix_size], "P" );
 411     }
 412
 413     /* Calculate the actual cost of each of the current paths */
 414     for( path = 0; path < num_paths; path++ )
 415     {
 416         int cost = x264_slicetype_path_cost( h, a, frames, paths[path], best_cost );
 417         if( cost < best_cost )
 418         {
 419             best_cost = cost;
 420             best_path_index = path;
 421         }
 422     }
 423
 424     /* Store the best path. */
 425     memcpy( best_paths[length], paths[best_path_index], length );
 426 }
 427
 428 static int x264_slicetype_path_search( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int length, int bframes, int buffer )
 429 {
 430     char best_paths[MAX_LENGTH][MAX_LENGTH] = {"","P"};
 431     int n;
 432     for( n = 2; n < length-1; n++ )
 433         x264_slicetype_path( h, a, frames, n, bframes, buffer, best_paths );
 434     return strspn( best_paths[length-2], "B" );
 435 }
 436
 437 static int scenecut( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int pdist )
 438 {
 439     int icost = frame->i_cost_est[0][0];
 440     int pcost = frame->i_cost_est[pdist][0];
 441     float f_bias;
 442     int i_gop_size = frame->i_frame - h->frames.i_last_idr;
 443     float f_thresh_max = h->param.i_scenecut_threshold / 100.0;
 444     /* magic numbers pulled out of thin air */
 445     float f_thresh_min = f_thresh_max * h->param.i_keyint_min
 446                          / ( h->param.i_keyint_max * 4 );
 447     int res;
 448
 449     if( h->param.i_keyint_min == h->param.i_keyint_max )
 450         f_thresh_min= f_thresh_max;
 451     if( i_gop_size < h->param.i_keyint_min / 4 )
 452         f_bias = f_thresh_min / 4;
 453     else if( i_gop_size <= h->param.i_keyint_min )
 454         f_bias = f_thresh_min * i_gop_size / h->param.i_keyint_min;
 455     else
 456     {
 457         f_bias = f_thresh_min
 458                  + ( f_thresh_max - f_thresh_min )
 459                     * ( i_gop_size - h->param.i_keyint_min )
 460                    / ( h->param.i_keyint_max - h->param.i_keyint_min ) ;
 461     }
 462
 463     res = pcost >= (1.0 - f_bias) * icost;
 464     if( res )
 465     {
 466         int imb = frame->i_intra_mbs[pdist];
 467         int pmb = NUM_MBS - imb;
 468         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",
 469                   frame->i_frame,
 470                   icost, pcost, 1. - (double)pcost / icost,
 471                   f_bias, i_gop_size, imb, pmb );
 472     }
 473     return res;
 474 }
 475
 476 static void x264_slicetype_analyse( x264_t *h )
 477 {
 478     x264_mb_analysis_t a;
 479     x264_frame_t *frames[X264_BFRAME_MAX*4+3] = { NULL, };
 480     int num_frames;
 481     int keyint_limit;
 482     int j;
 483     int i_mb_count = NUM_MBS;
 484     int cost1p0, cost2p0, cost1b1, cost2p1;
 485     int idr_frame_type;
 486
 487     assert( h->frames.b_have_lowres );
 488
 489     if( !h->frames.last_nonb )
 490         return;
 491     frames[0] = h->frames.last_nonb;
 492     for( j = 0; h->frames.next[j]; j++ )
 493         frames[j+1] = h->frames.next[j];
 494     keyint_limit = h->param.i_keyint_max - frames[0]->i_frame + h->frames.i_last_idr - 1;
 495     num_frames = X264_MIN( j, keyint_limit );
 496     if( num_frames == 0 )
 497         return;
 498
 499     x264_lowres_context_init( h, &a );
 500     idr_frame_type = frames[1]->i_frame - h->frames.i_last_idr >= h->param.i_keyint_min ? X264_TYPE_IDR : X264_TYPE_I;
 501
 502     if( num_frames == 1 )
 503     {
 504 no_b_frames:
 505         frames[1]->i_type = X264_TYPE_P;
 506         if( h->param.b_pre_scenecut )
 507         {
 508             x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 1, 1, 0 );
 509             if( scenecut( h, frames[1], 1 ) )
 510                 frames[1]->i_type = idr_frame_type;
 511         }
 512         return;
 513     }
 514
 515     if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_TRELLIS )
 516     {
 517         int num_bframes;
 518         int max_bframes = X264_MIN(num_frames-1, h->param.i_bframe);
 519         if( h->param.b_pre_scenecut )
 520         {
 521             x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 1, 1, 0 );
 522             if( scenecut( h, frames[1], 1 ) )
 523             {
 524                 frames[1]->i_type = idr_frame_type;
 525                 return;
 526             }
 527         }
 528         num_bframes = x264_slicetype_path_search( h, &a, frames, num_frames, max_bframes, num_frames-max_bframes );
 529         assert(num_bframes < num_frames);
 530
 531         for( j = 1; j < num_bframes+1; j++ )
 532         {
 533             if( h->param.b_pre_scenecut && scenecut( h, frames[j+1], j+1 ) )
 534             {
 535                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
 536                 frames[j+1]->i_type = idr_frame_type;
 537                 return;
 538             }
 539             frames[j]->i_type = X264_TYPE_B;
 540         }
 541         frames[num_bframes+1]->i_type = X264_TYPE_P;
 542     }
 543     else
 544     {
 545         cost2p1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 2, 2, 1 );
 546         if( frames[2]->i_intra_mbs[2] > i_mb_count / 2 )
 547             goto no_b_frames;
 548
 549         cost1b1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 2, 1, 0 );
 550         cost1p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, 1, 1, 0 );
 551         cost2p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 1, 2, 2, 0 );
 552
 553         if( cost1p0 + cost2p0 < cost1b1 + cost2p1 )
 554             goto no_b_frames;
 555
 556         // arbitrary and untuned
 557         #define INTER_THRESH 300
 558         #define P_SENS_BIAS (50 - h->param.i_bframe_bias)
 559         frames[1]->i_type = X264_TYPE_B;
 560
 561         for( j = 2; j <= X264_MIN( h->param.i_bframe, num_frames-1 ); j++ )
 562         {
 563             int pthresh = X264_MAX(INTER_THRESH - P_SENS_BIAS * (j-1), INTER_THRESH/10);
 564             int pcost = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, 0, j+1, j+1, 1 );
 565
 566             if( pcost > pthresh*i_mb_count || frames[j+1]->i_intra_mbs[j+1] > i_mb_count/3 )
 567             {
 568                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
 569                 break;
 570             }
 571             else
 572                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_B;
 573         }
 574     }
 575 }
 576
 577 void x264_slicetype_decide( x264_t *h )
 578 {
 579     x264_frame_t *frm;
 580     int bframes;
 581     int i;
 582
 583     if( h->frames.next[0] == NULL )
 584         return;
 585
 586     if( h->param.rc.b_stat_read )
 587     {
 588         /* Use the frame types from the first pass */
 589         for( i = 0; h->frames.next[i] != NULL; i++ )
 590             h->frames.next[i]->i_type =
 591                 x264_ratecontrol_slice_type( h, h->frames.next[i]->i_frame );
 592     }
 593     else if( (h->param.i_bframe && h->param.i_bframe_adaptive)
 594              || h->param.b_pre_scenecut )
 595         x264_slicetype_analyse( h );
 596
 597     for( bframes = 0;; bframes++ )
 598     {
 599         frm = h->frames.next[bframes];
 600
 601         /* Limit GOP size */
 602         if( frm->i_frame - h->frames.i_last_idr >= h->param.i_keyint_max )
 603         {
 604             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO )
 605                 frm->i_type = X264_TYPE_IDR;
 606             if( frm->i_type != X264_TYPE_IDR )
 607                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type (%d) is not compatible with keyframe interval\n", frm->i_type );
 608         }
 609         if( frm->i_type == X264_TYPE_IDR )
 610         {
 611             /* Close GOP */
 612             if( bframes > 0 )
 613             {
 614                 bframes--;
 615                 h->frames.next[bframes]->i_type = X264_TYPE_P;
 616             }
 617             else
 618             {
 619                 h->i_frame_num = 0;
 620             }
 621         }
 622
 623         if( bframes == h->param.i_bframe
 624             || h->frames.next[bframes+1] == NULL )
 625         {
 626             if( IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
 627                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type is not compatible with max B-frames\n" );
 628             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO
 629                 || IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
 630                 frm->i_type = X264_TYPE_P;
 631         }
 632
 633         if( frm->i_type != X264_TYPE_AUTO && frm->i_type != X264_TYPE_B && frm->i_type != X264_TYPE_BREF )
 634             break;
 635
 636         frm->i_type = X264_TYPE_B;
 637     }
 638 }
 639
 640 int x264_rc_analyse_slice( x264_t *h )
 641 {
 642     x264_mb_analysis_t a;
 643     x264_frame_t *frames[X264_BFRAME_MAX*4+2] = { NULL, };
 644     int p0=0, p1, b;
 645     int cost;
 646
 647     x264_lowres_context_init( h, &a );
 648
 649     if( IS_X264_TYPE_I(h->fenc->i_type) )
 650     {
 651         p1 = b = 0;
 652     }
 653     else if( X264_TYPE_P == h->fenc->i_type )
 654     {
 655         p1 = 0;
 656         while( h->frames.current[p1] && IS_X264_TYPE_B( h->frames.current[p1]->i_type ) )
 657             p1++;
 658         p1++;
 659         b = p1;
 660     }
 661     else //B
 662     {
 663         p1 = (h->fref1[0]->i_poc - h->fref0[0]->i_poc)/2;
 664         b  = (h->fref1[0]->i_poc - h->fenc->i_poc)/2;
 665         frames[p1] = h->fref1[0];
 666     }
 667     frames[p0] = h->fref0[0];
 668     frames[b] = h->fenc;
 669
 670     cost = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, p0, p1, b, 0 );
 671
 672     /* In AQ, use the weighted score instead. */
 673     if( h->param.rc.i_aq_mode )
 674         cost = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 675
 676     h->fenc->i_row_satd = h->fenc->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 677     h->fdec->i_row_satd = h->fdec->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 678     h->fdec->i_satd = cost;
 679     memcpy( h->fdec->i_row_satd, h->fenc->i_row_satd, h->sps->i_mb_height * sizeof(int) );
 680     return cost;
 681 }