]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/motion_est.c
bugs
[ffmpeg] / libavcodec / motion_est.c
1 /*
2  * Motion estimation 
3  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard.
4  * Copyright (c) 2002-2003 Michael Niedermayer
5  * 
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this library; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
20  *
21  * new Motion Estimation (X1/EPZS) by Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
22  */
23 #include <stdlib.h>
24 #include <stdio.h>
25 #include "avcodec.h"
26 #include "dsputil.h"
27 #include "mpegvideo.h"
28
29 //#undef NDEBUG
30 //#include <assert.h>
31
32 #define SQ(a) ((a)*(a))
33
34 #define P_LEFT P[1]
35 #define P_TOP P[2]
36 #define P_TOPRIGHT P[3]
37 #define P_MEDIAN P[4]
38 #define P_MV1 P[9]
39
40 static inline int sad_hpel_motion_search(MpegEncContext * s,
41                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
42                                   int xmin, int ymin, int xmax, int ymax,
43                                   int pred_x, int pred_y, Picture *picture,
44                                   int n, int size, uint16_t * const mv_penalty);
45
46 static inline int update_map_generation(MpegEncContext * s)
47 {
48     s->me.map_generation+= 1<<(ME_MAP_MV_BITS*2);
49     if(s->me.map_generation==0){
50         s->me.map_generation= 1<<(ME_MAP_MV_BITS*2);
51         memset(s->me.map, 0, sizeof(uint32_t)*ME_MAP_SIZE);
52     }
53     return s->me.map_generation;
54 }
55
56 /* shape adaptive search stuff */
57 typedef struct Minima{
58     int height;
59     int x, y;
60     int checked;
61 }Minima;
62
63 static int minima_cmp(const void *a, const void *b){
64     Minima *da = (Minima *) a;
65     Minima *db = (Minima *) b;
66     
67     return da->height - db->height;
68 }
69                                   
70 /* SIMPLE */
71 #define RENAME(a) simple_ ## a
72
73 #define CMP(d, x, y, size)\
74 d = cmp(s, src_y, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride);
75
76 #define CMP_HPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
77 {\
78     const int dxy= (dx) + 2*(dy);\
79     hpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride, (16>>size));\
80     d = cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
81 }
82
83 #define CMP_QPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
84 {\
85     const int dxy= (dx) + 4*(dy);\
86     qpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride);\
87     d = cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
88 }
89
90 #include "motion_est_template.c"
91 #undef RENAME
92 #undef CMP
93 #undef CMP_HPEL
94 #undef CMP_QPEL
95 #undef INIT
96
97 /* SIMPLE CHROMA */
98 #define RENAME(a) simple_chroma_ ## a
99
100 #define CMP(d, x, y, size)\
101 d = cmp(s, src_y, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride);\
102 if(chroma_cmp){\
103     int dxy= ((x)&1) + 2*((y)&1);\
104     int c= ((x)>>1) + ((y)>>1)*uvstride;\
105 \
106     chroma_hpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, ref_u + c, uvstride, 8);\
107     d += chroma_cmp(s, s->me.scratchpad, src_u, uvstride);\
108     chroma_hpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, ref_v + c, uvstride, 8);\
109     d += chroma_cmp(s, s->me.scratchpad, src_v, uvstride);\
110 }
111
112 #define CMP_HPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
113 {\
114     const int dxy= (dx) + 2*(dy);\
115     hpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride, (16>>size));\
116     d = cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
117     if(chroma_cmp_sub){\
118         int cxy= (dxy) | ((x)&1) | (2*((y)&1));\
119         int c= ((x)>>1) + ((y)>>1)*uvstride;\
120         chroma_hpel_put[0][cxy](s->me.scratchpad, ref_u + c, uvstride, 8);\
121         d += chroma_cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_u, uvstride);\
122         chroma_hpel_put[0][cxy](s->me.scratchpad, ref_v + c, uvstride, 8);\
123         d += chroma_cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_v, uvstride);\
124     }\
125 }
126
127 #define CMP_QPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
128 {\
129     const int dxy= (dx) + 4*(dy);\
130     qpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride);\
131     d = cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
132     if(chroma_cmp_sub){\
133         int cxy, c;\
134         int cx= (4*(x) + (dx))/2;\
135         int cy= (4*(y) + (dy))/2;\
136         cx= (cx>>1)|(cx&1);\
137         cy= (cy>>1)|(cy&1);\
138         cxy= (cx&1) + 2*(cy&1);\
139         c= ((cx)>>1) + ((cy)>>1)*uvstride;\
140         chroma_hpel_put[0][cxy](s->me.scratchpad, ref_u + c, uvstride, 8);\
141         d += chroma_cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_u, uvstride);\
142         chroma_hpel_put[0][cxy](s->me.scratchpad, ref_v + c, uvstride, 8);\
143         d += chroma_cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_v, uvstride);\
144     }\
145 }
146
147 #include "motion_est_template.c"
148 #undef RENAME
149 #undef CMP
150 #undef CMP_HPEL
151 #undef CMP_QPEL
152 #undef INIT
153
154 /* SIMPLE DIRECT HPEL */
155 #define RENAME(a) simple_direct_hpel_ ## a
156 //FIXME precalc divisions stuff
157
158 #define CMP_DIRECT(d, dx, dy, x, y, size, cmp_func)\
159 if((x) >= xmin && 2*(x) + (dx) <= 2*xmax && (y) >= ymin && 2*(y) + (dy) <= 2*ymax){\
160     const int hx= 2*(x) + (dx);\
161     const int hy= 2*(y) + (dy);\
162     if(s->mv_type==MV_TYPE_8X8){\
163         int i;\
164         for(i=0; i<4; i++){\
165             int fx = s->me.direct_basis_mv[i][0] + hx;\
166             int fy = s->me.direct_basis_mv[i][1] + hy;\
167             int bx = hx ? fx - s->me.co_located_mv[i][0] : s->me.co_located_mv[i][0]*(time_pb - time_pp)/time_pp + (i &1)*16;\
168             int by = hy ? fy - s->me.co_located_mv[i][1] : s->me.co_located_mv[i][1]*(time_pb - time_pp)/time_pp + (i>>1)*16;\
169             int fxy= (fx&1) + 2*(fy&1);\
170             int bxy= (bx&1) + 2*(by&1);\
171 \
172             uint8_t *dst= s->me.scratchpad + 8*(i&1) + 8*stride*(i>>1);\
173             hpel_put[1][fxy](dst, (ref_y ) + (fx>>1) + (fy>>1)*(stride), stride, 8);\
174             hpel_avg[1][bxy](dst, (ref2_y) + (bx>>1) + (by>>1)*(stride), stride, 8);\
175         }\
176     }else{\
177         int fx = s->me.direct_basis_mv[0][0] + hx;\
178         int fy = s->me.direct_basis_mv[0][1] + hy;\
179         int bx = hx ? fx - s->me.co_located_mv[0][0] : s->me.co_located_mv[0][0]*(time_pb - time_pp)/time_pp;\
180         int by = hy ? fy - s->me.co_located_mv[0][1] : s->me.co_located_mv[0][1]*(time_pb - time_pp)/time_pp;\
181         int fxy= (fx&1) + 2*(fy&1);\
182         int bxy= (bx&1) + 2*(by&1);\
183 \
184         hpel_put[0][fxy](s->me.scratchpad, (ref_y ) + (fx>>1) + (fy>>1)*(stride), stride, 16);\
185         hpel_avg[0][bxy](s->me.scratchpad, (ref2_y) + (bx>>1) + (by>>1)*(stride), stride, 16);\
186     }\
187     d = cmp_func(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
188 }else\
189     d= 256*256*256*32;
190
191
192 #define CMP_HPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
193     CMP_DIRECT(d, dx, dy, x, y, size, cmp_sub)
194
195 #define CMP(d, x, y, size)\
196     CMP_DIRECT(d, 0, 0, x, y, size, cmp)
197     
198 #include "motion_est_template.c"
199 #undef RENAME
200 #undef CMP
201 #undef CMP_HPEL
202 #undef CMP_QPEL
203 #undef INIT
204 #undef CMP_DIRECT
205
206 /* SIMPLE DIRECT QPEL */
207 #define RENAME(a) simple_direct_qpel_ ## a
208
209 #define CMP_DIRECT(d, dx, dy, x, y, size, cmp_func)\
210 if((x) >= xmin && 4*(x) + (dx) <= 4*xmax && (y) >= ymin && 4*(y) + (dy) <= 4*ymax){\
211     const int qx= 4*(x) + (dx);\
212     const int qy= 4*(y) + (dy);\
213     if(s->mv_type==MV_TYPE_8X8){\
214         int i;\
215         for(i=0; i<4; i++){\
216             int fx = s->me.direct_basis_mv[i][0] + qx;\
217             int fy = s->me.direct_basis_mv[i][1] + qy;\
218             int bx = qx ? fx - s->me.co_located_mv[i][0] : s->me.co_located_mv[i][0]*(time_pb - time_pp)/time_pp + (i &1)*16;\
219             int by = qy ? fy - s->me.co_located_mv[i][1] : s->me.co_located_mv[i][1]*(time_pb - time_pp)/time_pp + (i>>1)*16;\
220             int fxy= (fx&3) + 4*(fy&3);\
221             int bxy= (bx&3) + 4*(by&3);\
222 \
223             uint8_t *dst= s->me.scratchpad + 8*(i&1) + 8*stride*(i>>1);\
224             qpel_put[1][fxy](dst, (ref_y ) + (fx>>2) + (fy>>2)*(stride), stride);\
225             qpel_avg[1][bxy](dst, (ref2_y) + (bx>>2) + (by>>2)*(stride), stride);\
226         }\
227     }else{\
228         int fx = s->me.direct_basis_mv[0][0] + qx;\
229         int fy = s->me.direct_basis_mv[0][1] + qy;\
230         int bx = qx ? fx - s->me.co_located_mv[0][0] : s->me.co_located_mv[0][0]*(time_pb - time_pp)/time_pp;\
231         int by = qy ? fy - s->me.co_located_mv[0][1] : s->me.co_located_mv[0][1]*(time_pb - time_pp)/time_pp;\
232         int fxy= (fx&3) + 4*(fy&3);\
233         int bxy= (bx&3) + 4*(by&3);\
234 \
235         qpel_put[0][fxy](s->me.scratchpad, (ref_y ) + (fx>>2) + (fy>>2)*(stride), stride);\
236         qpel_avg[0][bxy](s->me.scratchpad, (ref2_y) + (bx>>2) + (by>>2)*(stride), stride);\
237     }\
238     d = cmp_func(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
239 }else\
240     d= 256*256*256*32;
241
242
243 #define CMP_QPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
244     CMP_DIRECT(d, dx, dy, x, y, size, cmp_sub)
245
246 #define CMP(d, x, y, size)\
247     CMP_DIRECT(d, 0, 0, x, y, size, cmp)
248
249 #include "motion_est_template.c"
250 #undef RENAME
251 #undef CMP
252 #undef CMP_HPEL
253 #undef CMP_QPEL
254 #undef INIT
255 #undef CMP__DIRECT
256
257
258 static int zero_cmp(void *s, uint8_t *a, uint8_t *b, int stride){
259     return 0;
260 }
261
262 static void set_cmp(MpegEncContext *s, me_cmp_func *cmp, int type){
263     DSPContext* c= &s->dsp;
264     int i;
265     
266     memset(cmp, 0, sizeof(void*)*11);
267
268     switch(type&0xFF){
269     case FF_CMP_SAD:
270         cmp[0]= c->sad[0];
271         cmp[1]= c->sad[1];
272         break;
273     case FF_CMP_SATD:
274         cmp[0]= c->hadamard8_diff[0];
275         cmp[1]= c->hadamard8_diff[1];
276         break;
277     case FF_CMP_SSE:
278         cmp[0]= c->sse[0];
279         cmp[1]= c->sse[1];
280         break;
281     case FF_CMP_DCT:
282         cmp[0]= c->dct_sad[0];
283         cmp[1]= c->dct_sad[1];
284         break;
285     case FF_CMP_PSNR:
286         cmp[0]= c->quant_psnr[0];
287         cmp[1]= c->quant_psnr[1];
288         break;
289     case FF_CMP_BIT:
290         cmp[0]= c->bit[0];
291         cmp[1]= c->bit[1];
292         break;
293     case FF_CMP_RD:
294         cmp[0]= c->rd[0];
295         cmp[1]= c->rd[1];
296         break;
297     case FF_CMP_ZERO:
298         for(i=0; i<7; i++){
299             cmp[i]= zero_cmp;
300         }
301         break;
302     default:
303         fprintf(stderr,"internal error in cmp function selection\n");
304     }
305 };
306
307 static inline int get_penalty_factor(MpegEncContext *s, int type){
308
309     switch(type){
310     default:
311     case FF_CMP_SAD:
312         return s->qscale;
313     case FF_CMP_DCT:
314     case FF_CMP_SATD:
315     case FF_CMP_SSE:
316     case FF_CMP_PSNR:
317         return s->qscale*8;
318     case FF_CMP_BIT:
319         return 1;
320     case FF_CMP_RD:
321         return (s->qscale*s->qscale*105 + 64)>>7;
322     }
323 }
324
325 void ff_init_me(MpegEncContext *s){
326     set_cmp(s, s->dsp.me_pre_cmp, s->avctx->me_pre_cmp);
327     set_cmp(s, s->dsp.me_cmp, s->avctx->me_cmp);
328     set_cmp(s, s->dsp.me_sub_cmp, s->avctx->me_sub_cmp);
329     set_cmp(s, s->dsp.mb_cmp, s->avctx->mb_cmp);
330
331     if(s->flags&CODEC_FLAG_QPEL){
332         if(s->avctx->me_sub_cmp&FF_CMP_CHROMA)
333             s->me.sub_motion_search= simple_chroma_qpel_motion_search;
334         else
335             s->me.sub_motion_search= simple_qpel_motion_search;
336     }else{
337         if(s->avctx->me_sub_cmp&FF_CMP_CHROMA)
338             s->me.sub_motion_search= simple_chroma_hpel_motion_search;
339         else if(s->avctx->me_sub_cmp == FF_CMP_SAD && s->avctx->me_cmp == FF_CMP_SAD)
340             s->me.sub_motion_search= sad_hpel_motion_search;
341         else
342             s->me.sub_motion_search= simple_hpel_motion_search;
343     }
344
345     if(s->avctx->me_cmp&FF_CMP_CHROMA){
346         s->me.motion_search[0]= simple_chroma_epzs_motion_search;
347         s->me.motion_search[1]= simple_chroma_epzs_motion_search4;
348     }else{
349         s->me.motion_search[0]= simple_epzs_motion_search;
350         s->me.motion_search[1]= simple_epzs_motion_search4;
351     }
352     
353     if(s->avctx->me_pre_cmp&FF_CMP_CHROMA){
354         s->me.pre_motion_search= simple_chroma_epzs_motion_search;
355     }else{
356         s->me.pre_motion_search= simple_epzs_motion_search;
357     }
358 }
359       
360 static int pix_dev(UINT8 * pix, int line_size, int mean)
361 {
362     int s, i, j;
363
364     s = 0;
365     for (i = 0; i < 16; i++) {
366         for (j = 0; j < 16; j += 8) {
367             s += ABS(pix[0]-mean);
368             s += ABS(pix[1]-mean);
369             s += ABS(pix[2]-mean);
370             s += ABS(pix[3]-mean);
371             s += ABS(pix[4]-mean);
372             s += ABS(pix[5]-mean);
373             s += ABS(pix[6]-mean);
374             s += ABS(pix[7]-mean);
375             pix += 8;
376         }
377         pix += line_size - 16;
378     }
379     return s;
380 }
381
382 static inline void no_motion_search(MpegEncContext * s,
383                                     int *mx_ptr, int *my_ptr)
384 {
385     *mx_ptr = 16 * s->mb_x;
386     *my_ptr = 16 * s->mb_y;
387 }
388
389 static int full_motion_search(MpegEncContext * s,
390                               int *mx_ptr, int *my_ptr, int range,
391                               int xmin, int ymin, int xmax, int ymax, uint8_t *ref_picture)
392 {
393     int x1, y1, x2, y2, xx, yy, x, y;
394     int mx, my, dmin, d;
395     UINT8 *pix;
396
397     xx = 16 * s->mb_x;
398     yy = 16 * s->mb_y;
399     x1 = xx - range + 1;        /* we loose one pixel to avoid boundary pb with half pixel pred */
400     if (x1 < xmin)
401         x1 = xmin;
402     x2 = xx + range - 1;
403     if (x2 > xmax)
404         x2 = xmax;
405     y1 = yy - range + 1;
406     if (y1 < ymin)
407         y1 = ymin;
408     y2 = yy + range - 1;
409     if (y2 > ymax)
410         y2 = ymax;
411     pix = s->new_picture.data[0] + (yy * s->linesize) + xx;
412     dmin = 0x7fffffff;
413     mx = 0;
414     my = 0;
415     for (y = y1; y <= y2; y++) {
416         for (x = x1; x <= x2; x++) {
417             d = s->dsp.pix_abs16x16(pix, ref_picture + (y * s->linesize) + x,
418                              s->linesize);
419             if (d < dmin ||
420                 (d == dmin &&
421                  (abs(x - xx) + abs(y - yy)) <
422                  (abs(mx - xx) + abs(my - yy)))) {
423                 dmin = d;
424                 mx = x;
425                 my = y;
426             }
427         }
428     }
429
430     *mx_ptr = mx;
431     *my_ptr = my;
432
433 #if 0
434     if (*mx_ptr < -(2 * range) || *mx_ptr >= (2 * range) ||
435         *my_ptr < -(2 * range) || *my_ptr >= (2 * range)) {
436         fprintf(stderr, "error %d %d\n", *mx_ptr, *my_ptr);
437     }
438 #endif
439     return dmin;
440 }
441
442
443 static int log_motion_search(MpegEncContext * s,
444                              int *mx_ptr, int *my_ptr, int range,
445                              int xmin, int ymin, int xmax, int ymax, uint8_t *ref_picture)
446 {
447     int x1, y1, x2, y2, xx, yy, x, y;
448     int mx, my, dmin, d;
449     UINT8 *pix;
450
451     xx = s->mb_x << 4;
452     yy = s->mb_y << 4;
453
454     /* Left limit */
455     x1 = xx - range;
456     if (x1 < xmin)
457         x1 = xmin;
458
459     /* Right limit */
460     x2 = xx + range;
461     if (x2 > xmax)
462         x2 = xmax;
463
464     /* Upper limit */
465     y1 = yy - range;
466     if (y1 < ymin)
467         y1 = ymin;
468
469     /* Lower limit */
470     y2 = yy + range;
471     if (y2 > ymax)
472         y2 = ymax;
473
474     pix = s->new_picture.data[0] + (yy * s->linesize) + xx;
475     dmin = 0x7fffffff;
476     mx = 0;
477     my = 0;
478
479     do {
480         for (y = y1; y <= y2; y += range) {
481             for (x = x1; x <= x2; x += range) {
482                 d = s->dsp.pix_abs16x16(pix, ref_picture + (y * s->linesize) + x, s->linesize);
483                 if (d < dmin || (d == dmin && (abs(x - xx) + abs(y - yy)) < (abs(mx - xx) + abs(my - yy)))) {
484                     dmin = d;
485                     mx = x;
486                     my = y;
487                 }
488             }
489         }
490
491         range = range >> 1;
492
493         x1 = mx - range;
494         if (x1 < xmin)
495             x1 = xmin;
496
497         x2 = mx + range;
498         if (x2 > xmax)
499             x2 = xmax;
500
501         y1 = my - range;
502         if (y1 < ymin)
503             y1 = ymin;
504
505         y2 = my + range;
506         if (y2 > ymax)
507             y2 = ymax;
508
509     } while (range >= 1);
510
511 #ifdef DEBUG
512     fprintf(stderr, "log       - MX: %d\tMY: %d\n", mx, my);
513 #endif
514     *mx_ptr = mx;
515     *my_ptr = my;
516     return dmin;
517 }
518
519 static int phods_motion_search(MpegEncContext * s,
520                                int *mx_ptr, int *my_ptr, int range,
521                                int xmin, int ymin, int xmax, int ymax, uint8_t *ref_picture)
522 {
523     int x1, y1, x2, y2, xx, yy, x, y, lastx, d;
524     int mx, my, dminx, dminy;
525     UINT8 *pix;
526
527     xx = s->mb_x << 4;
528     yy = s->mb_y << 4;
529
530     /* Left limit */
531     x1 = xx - range;
532     if (x1 < xmin)
533         x1 = xmin;
534
535     /* Right limit */
536     x2 = xx + range;
537     if (x2 > xmax)
538         x2 = xmax;
539
540     /* Upper limit */
541     y1 = yy - range;
542     if (y1 < ymin)
543         y1 = ymin;
544
545     /* Lower limit */
546     y2 = yy + range;
547     if (y2 > ymax)
548         y2 = ymax;
549
550     pix = s->new_picture.data[0] + (yy * s->linesize) + xx;
551     mx = 0;
552     my = 0;
553
554     x = xx;
555     y = yy;
556     do {
557         dminx = 0x7fffffff;
558         dminy = 0x7fffffff;
559
560         lastx = x;
561         for (x = x1; x <= x2; x += range) {
562             d = s->dsp.pix_abs16x16(pix, ref_picture + (y * s->linesize) + x, s->linesize);
563             if (d < dminx || (d == dminx && (abs(x - xx) + abs(y - yy)) < (abs(mx - xx) + abs(my - yy)))) {
564                 dminx = d;
565                 mx = x;
566             }
567         }
568
569         x = lastx;
570         for (y = y1; y <= y2; y += range) {
571             d = s->dsp.pix_abs16x16(pix, ref_picture + (y * s->linesize) + x, s->linesize);
572             if (d < dminy || (d == dminy && (abs(x - xx) + abs(y - yy)) < (abs(mx - xx) + abs(my - yy)))) {
573                 dminy = d;
574                 my = y;
575             }
576         }
577
578         range = range >> 1;
579
580         x = mx;
581         y = my;
582         x1 = mx - range;
583         if (x1 < xmin)
584             x1 = xmin;
585
586         x2 = mx + range;
587         if (x2 > xmax)
588             x2 = xmax;
589
590         y1 = my - range;
591         if (y1 < ymin)
592             y1 = ymin;
593
594         y2 = my + range;
595         if (y2 > ymax)
596             y2 = ymax;
597
598     } while (range >= 1);
599
600 #ifdef DEBUG
601     fprintf(stderr, "phods     - MX: %d\tMY: %d\n", mx, my);
602 #endif
603
604     /* half pixel search */
605     *mx_ptr = mx;
606     *my_ptr = my;
607     return dminy;
608 }
609
610
611 #define Z_THRESHOLD 256
612
613 #define CHECK_SAD_HALF_MV(suffix, x, y) \
614 {\
615     d= pix_abs_ ## suffix(pix, ptr+((x)>>1), s->linesize);\
616     d += (mv_penalty[pen_x + x] + mv_penalty[pen_y + y])*penalty_factor;\
617     COPY3_IF_LT(dminh, d, dx, x, dy, y)\
618 }
619
620 static inline int sad_hpel_motion_search(MpegEncContext * s,
621                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
622                                   int xmin, int ymin, int xmax, int ymax,
623                                   int pred_x, int pred_y, Picture *picture,
624                                   int n, int size, uint16_t * const mv_penalty)
625 {
626     uint8_t *ref_picture= picture->data[0];
627     uint32_t *score_map= s->me.score_map;
628     const int penalty_factor= s->me.sub_penalty_factor;
629     int mx, my, xx, yy, dminh;
630     UINT8 *pix, *ptr;
631     op_pixels_abs_func pix_abs_x2;
632     op_pixels_abs_func pix_abs_y2;
633     op_pixels_abs_func pix_abs_xy2;
634     
635     if(size==0){
636         pix_abs_x2 = s->dsp.pix_abs16x16_x2;
637         pix_abs_y2 = s->dsp.pix_abs16x16_y2;
638         pix_abs_xy2= s->dsp.pix_abs16x16_xy2;
639     }else{
640         pix_abs_x2 = s->dsp.pix_abs8x8_x2;
641         pix_abs_y2 = s->dsp.pix_abs8x8_y2;
642         pix_abs_xy2= s->dsp.pix_abs8x8_xy2;
643     }
644
645     if(s->me.skip){
646 //    printf("S");
647         *mx_ptr = 0;
648         *my_ptr = 0;
649         return dmin;
650     }
651 //    printf("N");
652         
653     xx = 16 * s->mb_x + 8*(n&1);
654     yy = 16 * s->mb_y + 8*(n>>1);
655     pix =  s->new_picture.data[0] + (yy * s->linesize) + xx;
656
657     mx = *mx_ptr;
658     my = *my_ptr;
659     ptr = ref_picture + ((yy + my) * s->linesize) + (xx + mx);
660     
661     dminh = dmin;
662
663     if (mx > xmin && mx < xmax && 
664         my > ymin && my < ymax) {
665         int dx=0, dy=0;
666         int d, pen_x, pen_y; 
667         const int index= (my<<ME_MAP_SHIFT) + mx;
668         const int t= score_map[(index-(1<<ME_MAP_SHIFT))&(ME_MAP_SIZE-1)];
669         const int l= score_map[(index- 1               )&(ME_MAP_SIZE-1)];
670         const int r= score_map[(index+ 1               )&(ME_MAP_SIZE-1)];
671         const int b= score_map[(index+(1<<ME_MAP_SHIFT))&(ME_MAP_SIZE-1)];
672         mx<<=1;
673         my<<=1;
674
675         
676         pen_x= pred_x + mx;
677         pen_y= pred_y + my;
678
679         ptr-= s->linesize;
680         if(t<=b){
681             CHECK_SAD_HALF_MV(y2 , 0, -1)
682             if(l<=r){
683                 CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, -1)
684                 if(t+r<=b+l){
685                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, -1)
686                     ptr+= s->linesize;
687                 }else{
688                     ptr+= s->linesize;
689                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, +1)
690                 }
691                 CHECK_SAD_HALF_MV(x2 , -1,  0)
692             }else{
693                 CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, -1)
694                 if(t+l<=b+r){
695                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, -1)
696                     ptr+= s->linesize;
697                 }else{
698                     ptr+= s->linesize;
699                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, +1)
700                 }
701                 CHECK_SAD_HALF_MV(x2 , +1,  0)
702             }
703         }else{
704             if(l<=r){
705                 if(t+l<=b+r){
706                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, -1)
707                     ptr+= s->linesize;
708                 }else{
709                     ptr+= s->linesize;
710                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, +1)
711                 }
712                 CHECK_SAD_HALF_MV(x2 , -1,  0)
713                 CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, +1)
714             }else{
715                 if(t+r<=b+l){
716                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, -1)
717                     ptr+= s->linesize;
718                 }else{
719                     ptr+= s->linesize;
720                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, +1)
721                 }
722                 CHECK_SAD_HALF_MV(x2 , +1,  0)
723                 CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, +1)
724             }
725             CHECK_SAD_HALF_MV(y2 ,  0, +1)
726         }
727         mx+=dx;
728         my+=dy;
729
730     }else{
731         mx<<=1;
732         my<<=1;
733     }
734
735     *mx_ptr = mx;
736     *my_ptr = my;
737     return dminh;
738 }
739
740 static inline void set_p_mv_tables(MpegEncContext * s, int mx, int my, int mv4)
741 {
742     const int xy= s->mb_x + 1 + (s->mb_y + 1)*(s->mb_width + 2);
743     
744     s->p_mv_table[xy][0] = mx;
745     s->p_mv_table[xy][1] = my;
746
747     /* has allready been set to the 4 MV if 4MV is done */
748     if(mv4){
749         int mot_xy= s->block_index[0];
750
751         s->motion_val[mot_xy  ][0]= mx;
752         s->motion_val[mot_xy  ][1]= my;
753         s->motion_val[mot_xy+1][0]= mx;
754         s->motion_val[mot_xy+1][1]= my;
755
756         mot_xy += s->block_wrap[0];
757         s->motion_val[mot_xy  ][0]= mx;
758         s->motion_val[mot_xy  ][1]= my;
759         s->motion_val[mot_xy+1][0]= mx;
760         s->motion_val[mot_xy+1][1]= my;
761     }
762 }
763
764 static inline void get_limits(MpegEncContext *s, int *range, int *xmin, int *ymin, int *xmax, int *ymax, int f_code)
765 {
766     *range = 8 * (1 << (f_code - 1));
767     /* XXX: temporary kludge to avoid overflow for msmpeg4 */
768     if (s->out_format == FMT_H263 && !s->h263_msmpeg4)
769         *range *= 2;
770
771     if (s->unrestricted_mv) {
772         *xmin = -16;
773         *ymin = -16;
774         if (s->h263_plus)
775             *range *= 2;
776         if(s->avctx->codec->id!=CODEC_ID_MPEG4){
777             *xmax = s->mb_width*16;
778             *ymax = s->mb_height*16;
779         }else {
780             *xmax = s->width;
781             *ymax = s->height;
782         }
783     } else {
784         *xmin = 0;
785         *ymin = 0;
786         *xmax = s->mb_width*16 - 16;
787         *ymax = s->mb_height*16 - 16;
788     }
789 }
790
791 static inline int mv4_search(MpegEncContext *s, int xmin, int ymin, int xmax, int ymax, int mx, int my, int shift)
792 {
793     int block;
794     int P[10][2];
795     uint8_t *ref_picture= s->last_picture.data[0];
796     int dmin_sum=0;
797     uint16_t * const mv_penalty= s->me.mv_penalty[s->f_code] + MAX_MV;
798
799     for(block=0; block<4; block++){
800         int mx4, my4;
801         int pred_x4, pred_y4;
802         int dmin4;
803         static const int off[4]= {2, 1, 1, -1};
804         const int mot_stride = s->block_wrap[0];
805         const int mot_xy = s->block_index[block];
806 //        const int block_x= (block&1);
807 //        const int block_y= (block>>1);
808 #if 1 // this saves us a bit of cliping work and shouldnt affect compression in a negative way
809         const int rel_xmin4= xmin;
810         const int rel_xmax4= xmax;
811         const int rel_ymin4= ymin;
812         const int rel_ymax4= ymax;
813 #else
814         const int rel_xmin4= xmin - block_x*8;
815         const int rel_xmax4= xmax - block_x*8 + 8;
816         const int rel_ymin4= ymin - block_y*8;
817         const int rel_ymax4= ymax - block_y*8 + 8;
818 #endif
819         P_LEFT[0] = s->motion_val[mot_xy - 1][0];
820         P_LEFT[1] = s->motion_val[mot_xy - 1][1];
821
822         if(P_LEFT[0]       > (rel_xmax4<<shift)) P_LEFT[0]       = (rel_xmax4<<shift);
823
824         /* special case for first line */
825         if (s->mb_y == 0 && block<2) {
826             pred_x4= P_LEFT[0];
827             pred_y4= P_LEFT[1];
828         } else {
829             P_TOP[0]      = s->motion_val[mot_xy - mot_stride             ][0];
830             P_TOP[1]      = s->motion_val[mot_xy - mot_stride             ][1];
831             P_TOPRIGHT[0] = s->motion_val[mot_xy - mot_stride + off[block]][0];
832             P_TOPRIGHT[1] = s->motion_val[mot_xy - mot_stride + off[block]][1];
833             if(P_TOP[1]      > (rel_ymax4<<shift)) P_TOP[1]     = (rel_ymax4<<shift);
834             if(P_TOPRIGHT[0] < (rel_xmin4<<shift)) P_TOPRIGHT[0]= (rel_xmin4<<shift);
835             if(P_TOPRIGHT[0] > (rel_xmax4<<shift)) P_TOPRIGHT[0]= (rel_xmax4<<shift);
836             if(P_TOPRIGHT[1] > (rel_ymax4<<shift)) P_TOPRIGHT[1]= (rel_ymax4<<shift);
837     
838             P_MEDIAN[0]= mid_pred(P_LEFT[0], P_TOP[0], P_TOPRIGHT[0]);
839             P_MEDIAN[1]= mid_pred(P_LEFT[1], P_TOP[1], P_TOPRIGHT[1]);
840
841             if(s->out_format == FMT_H263){
842                 pred_x4 = P_MEDIAN[0];
843                 pred_y4 = P_MEDIAN[1];
844             }else { /* mpeg1 at least */
845                 pred_x4= P_LEFT[0];
846                 pred_y4= P_LEFT[1];
847             }
848         }
849         P_MV1[0]= mx;
850         P_MV1[1]= my;
851
852         dmin4 = s->me.motion_search[1](s, block, &mx4, &my4, P, pred_x4, pred_y4, rel_xmin4, rel_ymin4, rel_xmax4, rel_ymax4, 
853                                        &s->last_picture, s->p_mv_table, (1<<16)>>shift, mv_penalty);
854
855         dmin4= s->me.sub_motion_search(s, &mx4, &my4, dmin4, rel_xmin4, rel_ymin4, rel_xmax4, rel_ymax4, 
856                                           pred_x4, pred_y4, &s->last_picture, block, 1, mv_penalty);
857  
858         s->motion_val[ s->block_index[block] ][0]= mx4;
859         s->motion_val[ s->block_index[block] ][1]= my4;
860         dmin_sum+= dmin4;
861     }
862     return dmin_sum;
863 }
864
865 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
866                                 int mb_x, int mb_y)
867 {
868     UINT8 *pix, *ppix;
869     int sum, varc, vard, mx, my, range, dmin, xx, yy;
870     int xmin, ymin, xmax, ymax;
871     int rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax;
872     int pred_x=0, pred_y=0;
873     int P[10][2];
874     const int shift= 1+s->quarter_sample;
875     int mb_type=0;
876     uint8_t *ref_picture= s->last_picture.data[0];
877     Picture * const pic= &s->current_picture;
878     uint16_t * const mv_penalty= s->me.mv_penalty[s->f_code] + MAX_MV;
879     
880     assert(s->quarter_sample==0 || s->quarter_sample==1);
881
882     s->me.penalty_factor    = get_penalty_factor(s, s->avctx->me_cmp);
883     s->me.sub_penalty_factor= get_penalty_factor(s, s->avctx->me_sub_cmp);
884
885     get_limits(s, &range, &xmin, &ymin, &xmax, &ymax, s->f_code);
886     rel_xmin= xmin - mb_x*16;
887     rel_xmax= xmax - mb_x*16;
888     rel_ymin= ymin - mb_y*16;
889     rel_ymax= ymax - mb_y*16;
890     s->me.skip=0;
891
892     switch(s->me_method) {
893     case ME_ZERO:
894     default:
895         no_motion_search(s, &mx, &my);
896         mx-= mb_x*16;
897         my-= mb_y*16;
898         dmin = 0;
899         break;
900     case ME_FULL:
901         dmin = full_motion_search(s, &mx, &my, range, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
902         mx-= mb_x*16;
903         my-= mb_y*16;
904         break;
905     case ME_LOG:
906         dmin = log_motion_search(s, &mx, &my, range / 2, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
907         mx-= mb_x*16;
908         my-= mb_y*16;
909         break;
910     case ME_PHODS:
911         dmin = phods_motion_search(s, &mx, &my, range / 2, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
912         mx-= mb_x*16;
913         my-= mb_y*16;
914         break;
915     case ME_X1:
916     case ME_EPZS:
917        {
918             const int mot_stride = s->block_wrap[0];
919             const int mot_xy = s->block_index[0];
920
921             P_LEFT[0]       = s->motion_val[mot_xy - 1][0];
922             P_LEFT[1]       = s->motion_val[mot_xy - 1][1];
923
924             if(P_LEFT[0]       > (rel_xmax<<shift)) P_LEFT[0]       = (rel_xmax<<shift);
925
926             if(mb_y) {
927                 P_TOP[0]      = s->motion_val[mot_xy - mot_stride    ][0];
928                 P_TOP[1]      = s->motion_val[mot_xy - mot_stride    ][1];
929                 P_TOPRIGHT[0] = s->motion_val[mot_xy - mot_stride + 2][0];
930                 P_TOPRIGHT[1] = s->motion_val[mot_xy - mot_stride + 2][1];
931                 if(P_TOP[1]      > (rel_ymax<<shift)) P_TOP[1]     = (rel_ymax<<shift);
932                 if(P_TOPRIGHT[0] < (rel_xmin<<shift)) P_TOPRIGHT[0]= (rel_xmin<<shift);
933                 if(P_TOPRIGHT[1] > (rel_ymax<<shift)) P_TOPRIGHT[1]= (rel_ymax<<shift);
934         
935                 P_MEDIAN[0]= mid_pred(P_LEFT[0], P_TOP[0], P_TOPRIGHT[0]);
936                 P_MEDIAN[1]= mid_pred(P_LEFT[1], P_TOP[1], P_TOPRIGHT[1]);
937
938                 if(s->out_format == FMT_H263){
939                     pred_x = P_MEDIAN[0];
940                     pred_y = P_MEDIAN[1];
941                 }else { /* mpeg1 at least */
942                     pred_x= P_LEFT[0];
943                     pred_y= P_LEFT[1];
944                 }
945             }else{
946                 pred_x= P_LEFT[0];
947                 pred_y= P_LEFT[1];
948             }
949
950         }
951         dmin = s->me.motion_search[0](s, 0, &mx, &my, P, pred_x, pred_y, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax, 
952                                       &s->last_picture, s->p_mv_table, (1<<16)>>shift, mv_penalty);
953  
954         break;
955     }
956
957     /* intra / predictive decision */
958     xx = mb_x * 16;
959     yy = mb_y * 16;
960
961     pix = s->new_picture.data[0] + (yy * s->linesize) + xx;
962     /* At this point (mx,my) are full-pell and the relative displacement */
963     ppix = ref_picture + ((yy+my) * s->linesize) + (xx+mx);
964     
965     sum = s->dsp.pix_sum(pix, s->linesize);
966     
967     varc = (s->dsp.pix_norm1(pix, s->linesize) - (((unsigned)(sum*sum))>>8) + 500 + 128)>>8;
968     vard = (s->dsp.sse[0](NULL, pix, ppix, s->linesize)+128)>>8;
969
970 //printf("%d %d %d %X %X %X\n", s->mb_width, mb_x, mb_y,(int)s, (int)s->mb_var, (int)s->mc_mb_var); fflush(stdout);
971     pic->mb_var   [s->mb_width * mb_y + mb_x] = varc;
972     pic->mc_mb_var[s->mb_width * mb_y + mb_x] = vard;
973     pic->mb_mean  [s->mb_width * mb_y + mb_x] = (sum+128)>>8;
974     pic->mb_var_sum    += varc;
975     pic->mc_mb_var_sum += vard;
976 //printf("E%d %d %d %X %X %X\n", s->mb_width, mb_x, mb_y,(int)s, (int)s->mb_var, (int)s->mc_mb_var); fflush(stdout);
977     
978 #if 0
979     printf("varc=%4d avg_var=%4d (sum=%4d) vard=%4d mx=%2d my=%2d\n",
980            varc, s->avg_mb_var, sum, vard, mx - xx, my - yy);
981 #endif
982     if(s->flags&CODEC_FLAG_HQ){
983         if (vard <= 64 || vard < varc)
984             s->scene_change_score+= ff_sqrt(vard) - ff_sqrt(varc);
985         else
986             s->scene_change_score+= s->qscale;
987
988         if (vard*2 + 200 > varc)
989             mb_type|= MB_TYPE_INTRA;
990         if (varc*2 + 200 > vard){
991             mb_type|= MB_TYPE_INTER;
992             s->me.sub_motion_search(s, &mx, &my, dmin, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax,
993                                    pred_x, pred_y, &s->last_picture, 0, 0, mv_penalty);
994         }else{
995             mx <<=shift;
996             my <<=shift;
997         }
998         if((s->flags&CODEC_FLAG_4MV)
999            && !s->me.skip && varc>50 && vard>10){
1000             mv4_search(s, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax, mx, my, shift);
1001             mb_type|=MB_TYPE_INTER4V;
1002
1003             set_p_mv_tables(s, mx, my, 0);
1004         }else
1005             set_p_mv_tables(s, mx, my, 1);
1006     }else{
1007         if (vard <= 64 || vard < varc) {
1008 //        if (sadP <= 32 || sadP < sadI + 500) {
1009             s->scene_change_score+= ff_sqrt(vard) - ff_sqrt(varc);
1010             mb_type|= MB_TYPE_INTER;
1011             if (s->me_method != ME_ZERO) {
1012                 dmin= s->me.sub_motion_search(s, &mx, &my, dmin, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax,
1013                                             pred_x, pred_y, &s->last_picture, 0, 0, mv_penalty);
1014                 if((s->flags&CODEC_FLAG_4MV)
1015                    && !s->me.skip && varc>50 && vard>10){
1016                     int dmin4= mv4_search(s, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax, mx, my, shift);
1017                     if(dmin4 + 128 <dmin)
1018                         mb_type= MB_TYPE_INTER4V;
1019                 }
1020                 set_p_mv_tables(s, mx, my, mb_type!=MB_TYPE_INTER4V);
1021
1022             } else {
1023                 mx <<=shift;
1024                 my <<=shift;
1025             }
1026 #if 0
1027             if (vard < 10) {
1028                 skip++;
1029                 fprintf(stderr,"\nEarly skip: %d vard: %2d varc: %5d dmin: %d", 
1030                                 skip, vard, varc, dmin);
1031             }
1032 #endif
1033         }else{
1034             s->scene_change_score+= s->qscale;
1035             mb_type|= MB_TYPE_INTRA;
1036             mx = 0;
1037             my = 0;
1038         }
1039     }
1040
1041     s->mb_type[mb_y*s->mb_width + mb_x]= mb_type;
1042 }
1043
1044 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
1045                                     int mb_x, int mb_y)
1046 {
1047     int mx, my, range, dmin;
1048     int xmin, ymin, xmax, ymax;
1049     int rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax;
1050     int pred_x=0, pred_y=0;
1051     int P[10][2];
1052     const int shift= 1+s->quarter_sample;
1053     uint16_t * const mv_penalty= s->me.mv_penalty[s->f_code] + MAX_MV;
1054     const int mv_stride= s->mb_width + 2;
1055     const int xy= mb_x + 1 + (mb_y + 1)*mv_stride;
1056     
1057     assert(s->quarter_sample==0 || s->quarter_sample==1);
1058
1059     s->me.pre_penalty_factor    = get_penalty_factor(s, s->avctx->me_pre_cmp);
1060
1061     get_limits(s, &range, &xmin, &ymin, &xmax, &ymax, s->f_code);
1062     rel_xmin= xmin - mb_x*16;
1063     rel_xmax= xmax - mb_x*16;
1064     rel_ymin= ymin - mb_y*16;
1065     rel_ymax= ymax - mb_y*16;
1066     s->me.skip=0;
1067
1068     P_LEFT[0]       = s->p_mv_table[xy + 1][0];
1069     P_LEFT[1]       = s->p_mv_table[xy + 1][1];
1070
1071     if(P_LEFT[0]       < (rel_xmin<<shift)) P_LEFT[0]       = (rel_xmin<<shift);
1072
1073     /* special case for first line */
1074     if (mb_y == s->mb_height-1) {
1075         pred_x= P_LEFT[0];
1076         pred_y= P_LEFT[1];
1077         P_TOP[0]= P_TOPRIGHT[0]= P_MEDIAN[0]=
1078         P_TOP[1]= P_TOPRIGHT[1]= P_MEDIAN[1]= 0; //FIXME 
1079     } else {
1080         P_TOP[0]      = s->p_mv_table[xy + mv_stride    ][0];
1081         P_TOP[1]      = s->p_mv_table[xy + mv_stride    ][1];
1082         P_TOPRIGHT[0] = s->p_mv_table[xy + mv_stride - 1][0];
1083         P_TOPRIGHT[1] = s->p_mv_table[xy + mv_stride - 1][1];
1084         if(P_TOP[1]      < (rel_ymin<<shift)) P_TOP[1]     = (rel_ymin<<shift);
1085         if(P_TOPRIGHT[0] > (rel_xmax<<shift)) P_TOPRIGHT[0]= (rel_xmax<<shift);
1086         if(P_TOPRIGHT[1] < (rel_ymin<<shift)) P_TOPRIGHT[1]= (rel_ymin<<shift);
1087     
1088         P_MEDIAN[0]= mid_pred(P_LEFT[0], P_TOP[0], P_TOPRIGHT[0]);
1089         P_MEDIAN[1]= mid_pred(P_LEFT[1], P_TOP[1], P_TOPRIGHT[1]);
1090
1091         pred_x = P_MEDIAN[0];
1092         pred_y = P_MEDIAN[1];
1093     }
1094     dmin = s->me.pre_motion_search(s, 0, &mx, &my, P, pred_x, pred_y, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax, 
1095                                    &s->last_picture, s->p_mv_table, (1<<16)>>shift, mv_penalty);
1096
1097     s->p_mv_table[xy][0] = mx<<shift;
1098     s->p_mv_table[xy][1] = my<<shift;
1099     
1100     return dmin;
1101 }
1102
1103 int ff_estimate_motion_b(MpegEncContext * s,
1104                        int mb_x, int mb_y, int16_t (*mv_table)[2], Picture *picture, int f_code)
1105 {
1106     int mx, my, range, dmin;
1107     int xmin, ymin, xmax, ymax;
1108     int rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax;
1109     int pred_x=0, pred_y=0;
1110     int P[10][2];
1111     const int shift= 1+s->quarter_sample;
1112     const int mot_stride = s->mb_width + 2;
1113     const int mot_xy = (mb_y + 1)*mot_stride + mb_x + 1;
1114     uint8_t * const ref_picture= picture->data[0];
1115     uint16_t * const mv_penalty= s->me.mv_penalty[f_code] + MAX_MV;
1116     int mv_scale;
1117         
1118     s->me.penalty_factor    = get_penalty_factor(s, s->avctx->me_cmp);
1119     s->me.sub_penalty_factor= get_penalty_factor(s, s->avctx->me_sub_cmp);
1120
1121     get_limits(s, &range, &xmin, &ymin, &xmax, &ymax, f_code);
1122     rel_xmin= xmin - mb_x*16;
1123     rel_xmax= xmax - mb_x*16;
1124     rel_ymin= ymin - mb_y*16;
1125     rel_ymax= ymax - mb_y*16;
1126
1127     switch(s->me_method) {
1128     case ME_ZERO:
1129     default:
1130         no_motion_search(s, &mx, &my);
1131         dmin = 0;
1132         mx-= mb_x*16;
1133         my-= mb_y*16;
1134         break;
1135     case ME_FULL:
1136         dmin = full_motion_search(s, &mx, &my, range, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
1137         mx-= mb_x*16;
1138         my-= mb_y*16;
1139         break;
1140     case ME_LOG:
1141         dmin = log_motion_search(s, &mx, &my, range / 2, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
1142         mx-= mb_x*16;
1143         my-= mb_y*16;
1144         break;
1145     case ME_PHODS:
1146         dmin = phods_motion_search(s, &mx, &my, range / 2, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
1147         mx-= mb_x*16;
1148         my-= mb_y*16;
1149         break;
1150     case ME_X1:
1151     case ME_EPZS:
1152        {
1153             P_LEFT[0]        = mv_table[mot_xy - 1][0];
1154             P_LEFT[1]        = mv_table[mot_xy - 1][1];
1155
1156             if(P_LEFT[0]       > (rel_xmax<<shift)) P_LEFT[0]       = (rel_xmax<<shift);
1157
1158             /* special case for first line */
1159             if (mb_y) {
1160                 P_TOP[0] = mv_table[mot_xy - mot_stride             ][0];
1161                 P_TOP[1] = mv_table[mot_xy - mot_stride             ][1];
1162                 P_TOPRIGHT[0] = mv_table[mot_xy - mot_stride + 1         ][0];
1163                 P_TOPRIGHT[1] = mv_table[mot_xy - mot_stride + 1         ][1];
1164                 if(P_TOP[1] > (rel_ymax<<shift)) P_TOP[1]= (rel_ymax<<shift);
1165                 if(P_TOPRIGHT[0] < (rel_xmin<<shift)) P_TOPRIGHT[0]= (rel_xmin<<shift);
1166                 if(P_TOPRIGHT[1] > (rel_ymax<<shift)) P_TOPRIGHT[1]= (rel_ymax<<shift);
1167         
1168                 P_MEDIAN[0]= mid_pred(P_LEFT[0], P_TOP[0], P_TOPRIGHT[0]);
1169                 P_MEDIAN[1]= mid_pred(P_LEFT[1], P_TOP[1], P_TOPRIGHT[1]);
1170             }
1171             pred_x= P_LEFT[0];
1172             pred_y= P_LEFT[1];
1173         }
1174         
1175         if(mv_table == s->b_forw_mv_table){
1176             mv_scale= (s->pb_time<<16) / (s->pp_time<<shift);
1177         }else{
1178             mv_scale= ((s->pb_time - s->pp_time)<<16) / (s->pp_time<<shift);
1179         }
1180         
1181         dmin = s->me.motion_search[0](s, 0, &mx, &my, P, pred_x, pred_y, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax, 
1182                                       picture, s->p_mv_table, mv_scale, mv_penalty);
1183  
1184         break;
1185     }
1186     
1187     dmin= s->me.sub_motion_search(s, &mx, &my, dmin, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax,
1188                                    pred_x, pred_y, picture, 0, 0, mv_penalty);
1189 //printf("%d %d %d %d//", s->mb_x, s->mb_y, mx, my);
1190 //    s->mb_type[mb_y*s->mb_width + mb_x]= mb_type;
1191     mv_table[mot_xy][0]= mx;
1192     mv_table[mot_xy][1]= my;
1193
1194     return dmin;
1195 }
1196
1197 static inline int check_bidir_mv(MpegEncContext * s,
1198                    int mb_x, int mb_y,
1199                    int motion_fx, int motion_fy,
1200                    int motion_bx, int motion_by,
1201                    int pred_fx, int pred_fy,
1202                    int pred_bx, int pred_by)
1203 {
1204     //FIXME optimize?
1205     //FIXME move into template?
1206     //FIXME better f_code prediction (max mv & distance)
1207     UINT16 *mv_penalty= s->me.mv_penalty[s->f_code] + MAX_MV; // f_code of the prev frame
1208     uint8_t *dest_y = s->me.scratchpad;
1209     uint8_t *ptr;
1210     int dxy;
1211     int src_x, src_y;
1212     int fbmin;
1213
1214     if(s->quarter_sample){
1215         dxy = ((motion_fy & 3) << 2) | (motion_fx & 3);
1216         src_x = mb_x * 16 + (motion_fx >> 2);
1217         src_y = mb_y * 16 + (motion_fy >> 2);
1218         assert(src_x >=-16 && src_x<=s->width);
1219         assert(src_y >=-16 && src_y<=s->height);
1220
1221         ptr = s->last_picture.data[0] + (src_y * s->linesize) + src_x;
1222         s->dsp.put_qpel_pixels_tab[0][dxy](dest_y    , ptr    , s->linesize);
1223
1224         dxy = ((motion_by & 3) << 2) | (motion_bx & 3);
1225         src_x = mb_x * 16 + (motion_bx >> 2);
1226         src_y = mb_y * 16 + (motion_by >> 2);
1227         assert(src_x >=-16 && src_x<=s->width);
1228         assert(src_y >=-16 && src_y<=s->height);
1229     
1230         ptr = s->next_picture.data[0] + (src_y * s->linesize) + src_x;
1231         s->dsp.avg_qpel_pixels_tab[0][dxy](dest_y    , ptr    , s->linesize);
1232     }else{
1233         dxy = ((motion_fy & 1) << 1) | (motion_fx & 1);
1234         src_x = mb_x * 16 + (motion_fx >> 1);
1235         src_y = mb_y * 16 + (motion_fy >> 1);
1236         assert(src_x >=-16 && src_x<=s->width);
1237         assert(src_y >=-16 && src_y<=s->height);
1238
1239         ptr = s->last_picture.data[0] + (src_y * s->linesize) + src_x;
1240         s->dsp.put_pixels_tab[0][dxy](dest_y    , ptr    , s->linesize, 16);
1241
1242         dxy = ((motion_by & 1) << 1) | (motion_bx & 1);
1243         src_x = mb_x * 16 + (motion_bx >> 1);
1244         src_y = mb_y * 16 + (motion_by >> 1);
1245         assert(src_x >=-16 && src_x<=s->width);
1246         assert(src_y >=-16 && src_y<=s->height);
1247     
1248         ptr = s->next_picture.data[0] + (src_y * s->linesize) + src_x;
1249         s->dsp.avg_pixels_tab[0][dxy](dest_y    , ptr    , s->linesize, 16);
1250     }
1251
1252     fbmin = (mv_penalty[motion_fx-pred_fx] + mv_penalty[motion_fy-pred_fy])*s->me.sub_penalty_factor
1253            +(mv_penalty[motion_bx-pred_bx] + mv_penalty[motion_by-pred_by])*s->me.sub_penalty_factor;
1254            + s->dsp.me_sub_cmp[0](s, s->new_picture.data[0] + mb_x*16 + mb_y*16*s->linesize, dest_y, s->linesize);
1255
1256     return fbmin;
1257 }
1258
1259 /* refine the bidir vectors in hq mode and return the score in both lq & hq mode*/
1260 static inline int bidir_refine(MpegEncContext * s,
1261                                   int mb_x, int mb_y)
1262 {
1263     const int mot_stride = s->mb_width + 2;
1264     const int xy = (mb_y + 1)*mot_stride + mb_x + 1;
1265     int fbmin;
1266     int pred_fx= s->b_bidir_forw_mv_table[xy-1][0];
1267     int pred_fy= s->b_bidir_forw_mv_table[xy-1][1];
1268     int pred_bx= s->b_bidir_back_mv_table[xy-1][0];
1269     int pred_by= s->b_bidir_back_mv_table[xy-1][1];
1270     int motion_fx= s->b_bidir_forw_mv_table[xy][0]= s->b_forw_mv_table[xy][0];
1271     int motion_fy= s->b_bidir_forw_mv_table[xy][1]= s->b_forw_mv_table[xy][1];
1272     int motion_bx= s->b_bidir_back_mv_table[xy][0]= s->b_back_mv_table[xy][0];
1273     int motion_by= s->b_bidir_back_mv_table[xy][1]= s->b_back_mv_table[xy][1];
1274
1275     //FIXME do refinement and add flag
1276     
1277     fbmin= check_bidir_mv(s, mb_x, mb_y, 
1278                           motion_fx, motion_fy,
1279                           motion_bx, motion_by,
1280                           pred_fx, pred_fy,
1281                           pred_bx, pred_by);
1282
1283    return fbmin;
1284 }
1285
1286 static inline int direct_search(MpegEncContext * s,
1287                                 int mb_x, int mb_y)
1288 {
1289     int P[10][2];
1290     const int mot_stride = s->mb_width + 2;
1291     const int mot_xy = (mb_y + 1)*mot_stride + mb_x + 1;
1292     const int shift= 1+s->quarter_sample;
1293     int dmin, i;
1294     const int time_pp= s->pp_time;
1295     const int time_pb= s->pb_time;
1296     int mx, my, xmin, xmax, ymin, ymax;
1297     int16_t (*mv_table)[2]= s->b_direct_mv_table;
1298     uint16_t * const mv_penalty= s->me.mv_penalty[1] + MAX_MV;
1299     
1300     ymin= xmin=(-32)>>shift;
1301     ymax= xmax=   31>>shift;
1302
1303     if(s->co_located_type_table[mb_x + mb_y*s->mb_width]==CO_LOCATED_TYPE_4MV){
1304         s->mv_type= MV_TYPE_8X8;
1305     }else{
1306         s->mv_type= MV_TYPE_16X16;
1307     }
1308
1309     for(i=0; i<4; i++){
1310         int index= s->block_index[i];
1311         int min, max;
1312     
1313         s->me.co_located_mv[i][0]= s->motion_val[index][0];
1314         s->me.co_located_mv[i][1]= s->motion_val[index][1];
1315         s->me.direct_basis_mv[i][0]= s->me.co_located_mv[i][0]*time_pb/time_pp + ((i& 1)<<(shift+3));
1316         s->me.direct_basis_mv[i][1]= s->me.co_located_mv[i][1]*time_pb/time_pp + ((i>>1)<<(shift+3));
1317 //        s->me.direct_basis_mv[1][i][0]= s->me.co_located_mv[i][0]*(time_pb - time_pp)/time_pp + ((i &1)<<(shift+3);
1318 //        s->me.direct_basis_mv[1][i][1]= s->me.co_located_mv[i][1]*(time_pb - time_pp)/time_pp + ((i>>1)<<(shift+3);
1319
1320         max= FFMAX(s->me.direct_basis_mv[i][0], s->me.direct_basis_mv[i][0] - s->me.co_located_mv[i][0])>>shift;
1321         min= FFMIN(s->me.direct_basis_mv[i][0], s->me.direct_basis_mv[i][0] - s->me.co_located_mv[i][0])>>shift;
1322         max+= (2*mb_x + (i& 1))*8 - 1; // +-1 is for the simpler rounding
1323         min+= (2*mb_x + (i& 1))*8 + 1;
1324         xmax= FFMIN(xmax, s->width - max);
1325         xmin= FFMAX(xmin, - 16     - min);
1326
1327         max= FFMAX(s->me.direct_basis_mv[i][1], s->me.direct_basis_mv[i][1] - s->me.co_located_mv[i][1])>>shift;
1328         min= FFMIN(s->me.direct_basis_mv[i][1], s->me.direct_basis_mv[i][1] - s->me.co_located_mv[i][1])>>shift;
1329         max+= (2*mb_y + (i>>1))*8 - 1; // +-1 is for the simpler rounding
1330         min+= (2*mb_y + (i>>1))*8 + 1;
1331         ymax= FFMIN(ymax, s->height - max);
1332         ymin= FFMAX(ymin, - 16      - min);
1333         
1334         if(s->mv_type == MV_TYPE_16X16) break;
1335     }
1336     
1337     assert(xmax <= 15 && ymax <= 15 && xmin >= -16 && ymin >= -16);
1338     
1339     if(xmax < 0 || xmin >0 || ymax < 0 || ymin > 0){
1340         s->b_direct_mv_table[mot_xy][0]= 0;
1341         s->b_direct_mv_table[mot_xy][1]= 0;
1342
1343         return 256*256*256*64;
1344     }
1345
1346     P_LEFT[0]        = clip(mv_table[mot_xy - 1][0], xmin<<shift, xmax<<shift);
1347     P_LEFT[1]        = clip(mv_table[mot_xy - 1][1], ymin<<shift, ymax<<shift);
1348
1349     /* special case for first line */
1350     if (mb_y) {
1351         P_TOP[0]      = clip(mv_table[mot_xy - mot_stride             ][0], xmin<<shift, xmax<<shift);
1352         P_TOP[1]      = clip(mv_table[mot_xy - mot_stride             ][1], ymin<<shift, ymax<<shift);
1353         P_TOPRIGHT[0] = clip(mv_table[mot_xy - mot_stride + 1         ][0], xmin<<shift, xmax<<shift);
1354         P_TOPRIGHT[1] = clip(mv_table[mot_xy - mot_stride + 1         ][1], ymin<<shift, ymax<<shift);
1355     
1356         P_MEDIAN[0]= mid_pred(P_LEFT[0], P_TOP[0], P_TOPRIGHT[0]);
1357         P_MEDIAN[1]= mid_pred(P_LEFT[1], P_TOP[1], P_TOPRIGHT[1]);
1358     }
1359     
1360     if(s->flags&CODEC_FLAG_QPEL){
1361         dmin = simple_direct_qpel_epzs_motion_search(s, 0, &mx, &my, P, 0, 0, xmin, ymin, xmax, ymax, 
1362                                                      &s->last_picture, mv_table, 1<<14, mv_penalty);
1363         dmin = simple_direct_qpel_qpel_motion_search(s, &mx, &my, dmin, xmin, ymin, xmax, ymax,
1364                                                 0, 0, &s->last_picture, 0, 0, mv_penalty);
1365     }else{
1366         dmin = simple_direct_hpel_epzs_motion_search(s, 0, &mx, &my, P, 0, 0, xmin, ymin, xmax, ymax, 
1367                                                      &s->last_picture, mv_table, 1<<15, mv_penalty);
1368         dmin = simple_direct_hpel_hpel_motion_search(s, &mx, &my, dmin, xmin, ymin, xmax, ymax,
1369                                                 0, 0, &s->last_picture, 0, 0, mv_penalty);
1370     }
1371
1372     s->b_direct_mv_table[mot_xy][0]= mx;
1373     s->b_direct_mv_table[mot_xy][1]= my;
1374     return dmin;
1375 }
1376
1377 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
1378                              int mb_x, int mb_y)
1379 {
1380     const int penalty_factor= s->me.penalty_factor;
1381     int fmin, bmin, dmin, fbmin;
1382     int type=0;
1383     
1384     dmin= direct_search(s, mb_x, mb_y);
1385
1386     fmin= ff_estimate_motion_b(s, mb_x, mb_y, s->b_forw_mv_table, &s->last_picture, s->f_code);
1387     bmin= ff_estimate_motion_b(s, mb_x, mb_y, s->b_back_mv_table, &s->next_picture, s->b_code) - penalty_factor;
1388 //printf(" %d %d ", s->b_forw_mv_table[xy][0], s->b_forw_mv_table[xy][1]);
1389
1390     fbmin= bidir_refine(s, mb_x, mb_y);
1391
1392     {
1393         int score= dmin;
1394         type=MB_TYPE_DIRECT;
1395         
1396         if(fmin<score){
1397             score=fmin;
1398             type= MB_TYPE_FORWARD; 
1399         }
1400         if(bmin<score){
1401             score=bmin;
1402             type= MB_TYPE_BACKWARD; 
1403         }
1404         if(fbmin<score){
1405             score=fbmin;
1406             type= MB_TYPE_BIDIR;
1407         }
1408         score= ((unsigned)(score*score + 128*256))>>16;
1409         s->current_picture.mc_mb_var_sum += score;
1410         s->current_picture.mc_mb_var[mb_y*s->mb_width + mb_x] = score; //FIXME use SSD
1411     }
1412
1413     if(s->flags&CODEC_FLAG_HQ){
1414         type= MB_TYPE_FORWARD | MB_TYPE_BACKWARD | MB_TYPE_BIDIR | MB_TYPE_DIRECT; //FIXME something smarter
1415         if(dmin>256*256*16) type&= ~MB_TYPE_DIRECT; //dont try direct mode if its invalid for this MB
1416     }
1417
1418     s->mb_type[mb_y*s->mb_width + mb_x]= type;
1419 }
1420
1421 /* find best f_code for ME which do unlimited searches */
1422 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type)
1423 {
1424     if(s->me_method>=ME_EPZS){
1425         int score[8];
1426         int i, y;
1427         UINT8 * fcode_tab= s->fcode_tab;
1428         int best_fcode=-1;
1429         int best_score=-10000000;
1430
1431         for(i=0; i<8; i++) score[i]= s->mb_num*(8-i);
1432
1433         for(y=0; y<s->mb_height; y++){
1434             int x;
1435             int xy= (y+1)* (s->mb_width+2) + 1;
1436             i= y*s->mb_width;
1437             for(x=0; x<s->mb_width; x++){
1438                 if(s->mb_type[i] & type){
1439                     int fcode= FFMAX(fcode_tab[mv_table[xy][0] + MAX_MV],
1440                                      fcode_tab[mv_table[xy][1] + MAX_MV]);
1441                     int j;
1442                     
1443                     for(j=0; j<fcode && j<8; j++){
1444                         if(s->pict_type==B_TYPE || s->current_picture.mc_mb_var[i] < s->current_picture.mb_var[i])
1445                             score[j]-= 170;
1446                     }
1447                 }
1448                 i++;
1449                 xy++;
1450             }
1451         }
1452         
1453         for(i=1; i<8; i++){
1454             if(score[i] > best_score){
1455                 best_score= score[i];
1456                 best_fcode= i;
1457             }
1458 //            printf("%d %d\n", i, score[i]);
1459         }
1460
1461 //    printf("fcode: %d type: %d\n", i, s->pict_type);
1462         return best_fcode;
1463 /*        for(i=0; i<=MAX_FCODE; i++){
1464             printf("%d ", mv_num[i]);
1465         }
1466         printf("\n");*/
1467     }else{
1468         return 1;
1469     }
1470 }
1471
1472 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s)
1473 {
1474     const int f_code= s->f_code;
1475     int y;
1476     UINT8 * fcode_tab= s->fcode_tab;
1477 //int clip=0;
1478 //int noclip=0;
1479     /* clip / convert to intra 16x16 type MVs */
1480     for(y=0; y<s->mb_height; y++){
1481         int x;
1482         int xy= (y+1)* (s->mb_width+2)+1;
1483         int i= y*s->mb_width;
1484         for(x=0; x<s->mb_width; x++){
1485             if(s->mb_type[i]&MB_TYPE_INTER){
1486                 if(   fcode_tab[s->p_mv_table[xy][0] + MAX_MV] > f_code
1487                    || fcode_tab[s->p_mv_table[xy][0] + MAX_MV] == 0
1488                    || fcode_tab[s->p_mv_table[xy][1] + MAX_MV] > f_code
1489                    || fcode_tab[s->p_mv_table[xy][1] + MAX_MV] == 0 ){
1490                     s->mb_type[i] &= ~MB_TYPE_INTER;
1491                     s->mb_type[i] |= MB_TYPE_INTRA;
1492                     s->p_mv_table[xy][0] = 0;
1493                     s->p_mv_table[xy][1] = 0;
1494 //clip++;
1495                 }
1496 //else
1497 //  noclip++;
1498             }
1499             xy++;
1500             i++;
1501         }
1502     }
1503 //printf("%d no:%d %d//\n", clip, noclip, f_code);
1504     if(s->flags&CODEC_FLAG_4MV){
1505         const int wrap= 2+ s->mb_width*2;
1506
1507         /* clip / convert to intra 8x8 type MVs */
1508         for(y=0; y<s->mb_height; y++){
1509             int xy= (y*2 + 1)*wrap + 1;
1510             int i= y*s->mb_width;
1511             int x;
1512
1513             for(x=0; x<s->mb_width; x++){
1514                 if(s->mb_type[i]&MB_TYPE_INTER4V){
1515                     int block;
1516                     for(block=0; block<4; block++){
1517                         int off= (block& 1) + (block>>1)*wrap;
1518                         int mx= s->motion_val[ xy + off ][0];
1519                         int my= s->motion_val[ xy + off ][1];
1520
1521                         if(   fcode_tab[mx + MAX_MV] > f_code
1522                            || fcode_tab[mx + MAX_MV] == 0
1523                            || fcode_tab[my + MAX_MV] > f_code
1524                            || fcode_tab[my + MAX_MV] == 0 ){
1525                             s->mb_type[i] &= ~MB_TYPE_INTER4V;
1526                             s->mb_type[i] |= MB_TYPE_INTRA;
1527                         }
1528                     }
1529                 }
1530                 xy+=2;
1531                 i++;
1532             }
1533         }
1534     }
1535 }
1536
1537 void ff_fix_long_b_mvs(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type)
1538 {
1539     int y;
1540     UINT8 * fcode_tab= s->fcode_tab;
1541
1542     /* clip / convert to intra 16x16 type MVs */
1543     for(y=0; y<s->mb_height; y++){
1544         int x;
1545         int xy= (y+1)* (s->mb_width+2)+1;
1546         int i= y*s->mb_width;
1547         for(x=0; x<s->mb_width; x++){
1548             if(   fcode_tab[mv_table[xy][0] + MAX_MV] > f_code
1549                || fcode_tab[mv_table[xy][0] + MAX_MV] == 0){
1550                 if(mv_table[xy][0]>0) mv_table[xy][0]=  (16<<f_code)-1;
1551                 else                  mv_table[xy][0]= -(16<<f_code);
1552             }
1553             if(   fcode_tab[mv_table[xy][1] + MAX_MV] > f_code
1554                || fcode_tab[mv_table[xy][1] + MAX_MV] == 0){
1555                 if(mv_table[xy][1]>0) mv_table[xy][1]=  (16<<f_code)-1;
1556                 else                  mv_table[xy][1]= -(16<<f_code);
1557             }
1558             xy++;
1559             i++;
1560         }
1561     }
1562 }