]> git.sesse.net Git - x264/blobdiff - common/frame.c
Improve quantizer handling
[x264] / common / frame.c
index 63a8e3f4f684f1d01202a8c8a824539fd7847c52..96291f043f66f8baf84438a91c10fa7c2bc2c680 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*****************************************************************************
- * frame.c: h264 encoder library
+ * frame.c: frame handling
  *****************************************************************************
- * Copyright (C) 2003-2008 x264 project
+ * Copyright (C) 2003-2010 x264 project
  *
  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  * along with this program; if not, write to the Free Software
  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
+ *
+ * This program is also available under a commercial proprietary license.
+ * For more information, contact us at licensing@x264.com.
  *****************************************************************************/
 
 #include "common.h"
 
-#define ALIGN(x,a) (((x)+((a)-1))&~((a)-1))
+static int align_stride( int x, int align, int disalign )
+{
+    x = ALIGN( x, align );
+    if( !(x&(disalign-1)) )
+        x += align;
+    return x;
+}
+
+static int align_plane_size( int x, int disalign )
+{
+    if( !(x&(disalign-1)) )
+        x += 128;
+    return x;
+}
 
 x264_frame_t *x264_frame_new( x264_t *h, int b_fdec )
 {
@@ -33,32 +49,28 @@ x264_frame_t *x264_frame_new( x264_t *h, int b_fdec )
     int i_mb_count = h->mb.i_mb_count;
     int i_stride, i_width, i_lines;
     int i_padv = PADV << h->param.b_interlaced;
-    int luma_plane_size;
-    int chroma_plane_size;
+    int luma_plane_size, chroma_plane_size;
     int align = h->param.cpu&X264_CPU_CACHELINE_64 ? 64 : h->param.cpu&X264_CPU_CACHELINE_32 ? 32 : 16;
+    int disalign = h->param.cpu&X264_CPU_ALTIVEC ? 1<<9 : 1<<10;
 
     CHECKED_MALLOCZERO( frame, sizeof(x264_frame_t) );
 
     /* allocate frame data (+64 for extra data for me) */
-    i_width  = ALIGN( h->param.i_width, 16 );
-    i_stride = ALIGN( i_width + 2*PADH, align );
-    i_lines  = ALIGN( h->param.i_height, 16<<h->param.b_interlaced );
+    i_width  = h->mb.i_mb_width*16;
+    i_lines  = h->mb.i_mb_height*16;
+    i_stride = align_stride( i_width + 2*PADH, align, disalign );
 
-    frame->i_plane = 3;
-    for( int i = 0; i < 3; i++ )
+    frame->i_plane = 2;
+    for( int i = 0; i < 2; i++ )
     {
-        frame->i_stride[i] = ALIGN( i_stride >> !!i, align );
-        frame->i_width[i] = i_width >> !!i;
-        frame->i_lines[i] = i_lines >> !!i;
+        frame->i_width[i] = i_width >> i;
+        frame->i_lines[i] = i_lines >> i;
+        frame->i_stride[i] = i_stride;
     }
 
-    luma_plane_size = (frame->i_stride[0] * (frame->i_lines[0] + 2*i_padv));
-    chroma_plane_size = (frame->i_stride[1] * (frame->i_lines[1] + 2*i_padv));
-    for( int i = 1; i < 3; i++ )
-    {
-        CHECKED_MALLOC( frame->buffer[i], chroma_plane_size );
-        frame->plane[i] = frame->buffer[i] + (frame->i_stride[i] * i_padv + PADH)/2;
-    }
+    frame->i_width_lowres = frame->i_width[0]/2;
+    frame->i_lines_lowres = frame->i_lines[0]/2;
+    frame->i_stride_lowres = align_stride( frame->i_width_lowres + 2*PADH, align, disalign<<1 );
 
     for( int i = 0; i < h->param.i_bframe + 2; i++ )
         for( int j = 0; j < h->param.i_bframe + 2; j++ )
@@ -66,7 +78,7 @@ x264_frame_t *x264_frame_new( x264_t *h, int b_fdec )
 
     frame->i_poc = -1;
     frame->i_type = X264_TYPE_AUTO;
-    frame->i_qpplus1 = 0;
+    frame->i_qpplus1 = X264_QP_AUTO;
     frame->i_pts = -1;
     frame->i_frame = -1;
     frame->i_frame_num = -1;
@@ -83,18 +95,24 @@ x264_frame_t *x264_frame_new( x264_t *h, int b_fdec )
 
     frame->orig = frame;
 
+    luma_plane_size = align_plane_size( frame->i_stride[0] * (frame->i_lines[0] + 2*i_padv), disalign );
+    chroma_plane_size = (frame->i_stride[1] * (frame->i_lines[1] + i_padv));
+
+    CHECKED_MALLOC( frame->buffer[1], chroma_plane_size * sizeof(pixel) );
+    frame->plane[1] = frame->buffer[1] + frame->i_stride[1] * i_padv/2 + PADH;
+
     /* all 4 luma planes allocated together, since the cacheline split code
      * requires them to be in-phase wrt cacheline alignment. */
     if( h->param.analyse.i_subpel_refine && b_fdec )
     {
-        CHECKED_MALLOC( frame->buffer[0], 4*luma_plane_size );
+        CHECKED_MALLOC( frame->buffer[0], 4*luma_plane_size * sizeof(pixel) );
         for( int i = 0; i < 4; i++ )
             frame->filtered[i] = frame->buffer[0] + i*luma_plane_size + frame->i_stride[0] * i_padv + PADH;
         frame->plane[0] = frame->filtered[0];
     }
     else
     {
-        CHECKED_MALLOC( frame->buffer[0], luma_plane_size );
+        CHECKED_MALLOC( frame->buffer[0], luma_plane_size * sizeof(pixel) );
         frame->filtered[0] = frame->plane[0] = frame->buffer[0] + frame->i_stride[0] * i_padv + PADH;
     }
 
@@ -105,7 +123,9 @@ x264_frame_t *x264_frame_new( x264_t *h, int b_fdec )
         CHECKED_MALLOC( frame->mb_type, i_mb_count * sizeof(int8_t));
         CHECKED_MALLOC( frame->mb_partition, i_mb_count * sizeof(uint8_t));
         CHECKED_MALLOC( frame->mv[0], 2*16 * i_mb_count * sizeof(int16_t) );
-        CHECKED_MALLOC( frame->mv16x16, 2*i_mb_count * sizeof(int16_t) );
+        CHECKED_MALLOC( frame->mv16x16, 2*(i_mb_count+1) * sizeof(int16_t) );
+        M32( frame->mv16x16[0] ) = 0;
+        frame->mv16x16++;
         CHECKED_MALLOC( frame->ref[0], 4 * i_mb_count * sizeof(int8_t) );
         if( h->param.i_bframe )
         {
@@ -118,7 +138,7 @@ x264_frame_t *x264_frame_new( x264_t *h, int b_fdec )
             frame->ref[1] = NULL;
         }
         CHECKED_MALLOC( frame->i_row_bits, i_lines/16 * sizeof(int) );
-        CHECKED_MALLOC( frame->i_row_qp, i_lines/16 * sizeof(int) );
+        CHECKED_MALLOC( frame->f_row_qp, i_lines/16 * sizeof(float) );
         if( h->param.analyse.i_me_method >= X264_ME_ESA )
         {
             CHECKED_MALLOC( frame->buffer[3],
@@ -130,13 +150,9 @@ x264_frame_t *x264_frame_new( x264_t *h, int b_fdec )
     {
         if( h->frames.b_have_lowres )
         {
-            frame->i_width_lowres = frame->i_width[0]/2;
-            frame->i_stride_lowres = ALIGN( frame->i_width_lowres + 2*PADH, align );
-            frame->i_lines_lowres = frame->i_lines[0]/2;
+            luma_plane_size = align_plane_size( frame->i_stride_lowres * (frame->i_lines[0]/2 + 2*PADV), disalign );
 
-            luma_plane_size = frame->i_stride_lowres * (frame->i_lines[0]/2 + 2*PADV);
-
-            CHECKED_MALLOC( frame->buffer_lowres[0], 4 * luma_plane_size );
+            CHECKED_MALLOC( frame->buffer_lowres[0], 4 * luma_plane_size * sizeof(pixel) );
             for( int i = 0; i < 4; i++ )
                 frame->lowres[i] = frame->buffer_lowres[0] + (frame->i_stride_lowres * PADV + PADH) + i * luma_plane_size;
 
@@ -202,12 +218,13 @@ void x264_frame_delete( x264_frame_t *frame )
         x264_free( frame->f_qp_offset_aq );
         x264_free( frame->i_inv_qscale_factor );
         x264_free( frame->i_row_bits );
-        x264_free( frame->i_row_qp );
+        x264_free( frame->f_row_qp );
         x264_free( frame->mb_type );
         x264_free( frame->mb_partition );
         x264_free( frame->mv[0] );
         x264_free( frame->mv[1] );
-        x264_free( frame->mv16x16 );
+        if( frame->mv16x16 )
+            x264_free( frame->mv16x16-1 );
         x264_free( frame->ref[0] );
         x264_free( frame->ref[1] );
         x264_pthread_mutex_destroy( &frame->mutex );
@@ -216,63 +233,116 @@ void x264_frame_delete( x264_frame_t *frame )
     x264_free( frame );
 }
 
+static int get_plane_ptr( x264_t *h, x264_picture_t *src, uint8_t **pix, int *stride, int plane, int xshift, int yshift )
+{
+    int width = h->param.i_width >> xshift;
+    int height = h->param.i_height >> yshift;
+    *pix = src->img.plane[plane];
+    *stride = src->img.i_stride[plane];
+    if( src->img.i_csp & X264_CSP_VFLIP )
+    {
+        *pix += (height-1) * *stride;
+        *stride = -*stride;
+    }
+    if( width > abs(*stride) )
+    {
+        x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "Input picture width (%d) is greater than stride (%d)\n", width, *stride );
+        return -1;
+    }
+    return 0;
+}
+
+#define get_plane_ptr(...) do{ if( get_plane_ptr(__VA_ARGS__) < 0 ) return -1; }while(0)
+
 int x264_frame_copy_picture( x264_t *h, x264_frame_t *dst, x264_picture_t *src )
 {
     int i_csp = src->img.i_csp & X264_CSP_MASK;
-    if( i_csp != X264_CSP_I420 && i_csp != X264_CSP_YV12 )
+    if( i_csp <= X264_CSP_NONE || i_csp >= X264_CSP_MAX )
     {
         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "Invalid input colorspace\n" );
         return -1;
     }
 
+#if X264_HIGH_BIT_DEPTH
+    if( !(src->img.i_csp & X264_CSP_HIGH_DEPTH) )
+    {
+        x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "This build of x264 requires high depth input. Rebuild to support 8-bit input.\n" );
+        return -1;
+    }
+#else
+    if( src->img.i_csp & X264_CSP_HIGH_DEPTH )
+    {
+        x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "This build of x264 requires 8-bit input. Rebuild to support high depth input.\n" );
+        return -1;
+    }
+#endif
+
     dst->i_type     = src->i_type;
     dst->i_qpplus1  = src->i_qpplus1;
     dst->i_pts      = dst->i_reordered_pts = src->i_pts;
     dst->param      = src->param;
     dst->i_pic_struct = src->i_pic_struct;
-
-    for( int i = 0; i < 3; i++ )
+    dst->extra_sei  = src->extra_sei;
+
+    uint8_t *pix[3];
+    int stride[3];
+    get_plane_ptr( h, src, &pix[0], &stride[0], 0, 0, 0 );
+    h->mc.plane_copy( dst->plane[0], dst->i_stride[0], pix[0], stride[0],
+                      h->param.i_width, h->param.i_height );
+    if( i_csp == X264_CSP_NV12 )
     {
-        int s = (i_csp == X264_CSP_YV12 && i) ? i^3 : i;
-        uint8_t *plane = src->img.plane[s];
-        int stride = src->img.i_stride[s];
-        int width = h->param.i_width >> !!i;
-        int height = h->param.i_height >> !!i;
-        if( src->img.i_csp & X264_CSP_VFLIP )
-        {
-            plane += (height-1)*stride;
-            stride = -stride;
-        }
-        if( width > abs(stride) )
-        {
-            x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "Input picture width is greater than stride\n" );
-            return -1;
-        }
-        h->mc.plane_copy( dst->plane[i], dst->i_stride[i], plane, stride, width, height );
+        get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], 1, 0, 1 );
+        h->mc.plane_copy( dst->plane[1], dst->i_stride[1], pix[1], stride[1],
+                          h->param.i_width, h->param.i_height>>1 );
+    }
+    else
+    {
+        get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], i_csp==X264_CSP_I420 ? 1 : 2, 1, 1 );
+        get_plane_ptr( h, src, &pix[2], &stride[2], i_csp==X264_CSP_I420 ? 2 : 1, 1, 1 );
+        h->mc.plane_copy_interleave( dst->plane[1], dst->i_stride[1],
+                                     pix[1], stride[1], pix[2], stride[2],
+                                     h->param.i_width>>1, h->param.i_height>>1 );
     }
     return 0;
 }
 
+static void ALWAYS_INLINE pixel_memset( pixel *dst, pixel *src, int len, int size )
+{
+    uint8_t *dstp = (uint8_t*)dst;
+    if( size == 1 )
+        memset(dst, *src, len);
+    else if( size == 2 )
+    {
+        int v = M16( src );
+        for( int i = 0; i < len; i++ )
+            M16( dstp+i*2 ) = v;
+    }
+    else if( size == 4 )
+    {
+        int v = M32( src );
+        for( int i = 0; i < len; i++ )
+            M32( dstp+i*4 ) = v;
+    }
+}
 
-
-static void plane_expand_border( uint8_t *pix, int i_stride, int i_width, int i_height, int i_padh, int i_padv, int b_pad_top, int b_pad_bottom )
+static void plane_expand_border( pixel *pix, int i_stride, int i_width, int i_height, int i_padh, int i_padv, int b_pad_top, int b_pad_bottom, int b_chroma )
 {
 #define PPIXEL(x, y) ( pix + (x) + (y)*i_stride )
     for( int y = 0; y < i_height; y++ )
     {
         /* left band */
-        memset( PPIXEL(-i_padh, y), PPIXEL(0, y)[0], i_padh );
+        pixel_memset( PPIXEL(-i_padh, y), PPIXEL(0, y), i_padh>>b_chroma, sizeof(pixel)<<b_chroma );
         /* right band */
-        memset( PPIXEL(i_width, y), PPIXEL(i_width-1, y)[0], i_padh );
+        pixel_memset( PPIXEL(i_width, y), PPIXEL(i_width-1-b_chroma, y), i_padh>>b_chroma, sizeof(pixel)<<b_chroma );
     }
     /* upper band */
     if( b_pad_top )
         for( int y = 0; y < i_padv; y++ )
-            memcpy( PPIXEL(-i_padh, -y-1), PPIXEL(-i_padh, 0), i_width+2*i_padh );
+            memcpy( PPIXEL(-i_padh, -y-1), PPIXEL(-i_padh, 0), (i_width+2*i_padh) * sizeof(pixel) );
     /* lower band */
     if( b_pad_bottom )
         for( int y = 0; y < i_padv; y++ )
-            memcpy( PPIXEL(-i_padh, i_height+y), PPIXEL(-i_padh, i_height-1), i_width+2*i_padh );
+            memcpy( PPIXEL(-i_padh, i_height+y), PPIXEL(-i_padh, i_height-1), (i_width+2*i_padh) * sizeof(pixel) );
 #undef PPIXEL
 }
 
@@ -284,22 +354,22 @@ void x264_frame_expand_border( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int mb_y, int b_e
     for( int i = 0; i < frame->i_plane; i++ )
     {
         int stride = frame->i_stride[i];
-        int width = 16*h->sps->i_mb_width >> !!i;
-        int height = (b_end ? 16*(h->sps->i_mb_height - mb_y) >> h->sh.b_mbaff : 16) >> !!i;
-        int padh = PADH >> !!i;
+        int width = 16*h->sps->i_mb_width;
+        int height = (b_end ? 16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) >> h->sh.b_mbaff : 16) >> !!i;
+        int padh = PADH;
         int padv = PADV >> !!i;
         // buffer: 2 chroma, 3 luma (rounded to 4) because deblocking goes beyond the top of the mb
-        uint8_t *pix = frame->plane[i] + X264_MAX(0, (16*mb_y-4)*stride >> !!i);
+        pixel *pix = frame->plane[i] + X264_MAX(0, (16*mb_y-4)*stride >> !!i);
         if( b_end && !b_start )
             height += 4 >> (!!i + h->sh.b_mbaff);
         if( h->sh.b_mbaff )
         {
-            plane_expand_border( pix, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end );
-            plane_expand_border( pix+stride, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end );
+            plane_expand_border( pix, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, i );
+            plane_expand_border( pix+stride, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, i );
         }
         else
         {
-            plane_expand_border( pix, stride, width, height, padh, padv, b_start, b_end );
+            plane_expand_border( pix, stride, width, height, padh, padv, b_start, b_end, i );
         }
     }
 }
@@ -311,53 +381,52 @@ void x264_frame_expand_border_filtered( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int mb_y
        we want to expand border from the last filtered pixel */
     int b_start = !mb_y;
     int stride = frame->i_stride[0];
-    int width = 16*h->sps->i_mb_width + 8;
-    int height = b_end ? (16*(h->sps->i_mb_height - mb_y) >> h->sh.b_mbaff) + 16 : 16;
+    int width = 16*h->mb.i_mb_width + 8;
+    int height = b_end ? (16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) >> h->sh.b_mbaff) + 16 : 16;
     int padh = PADH - 4;
     int padv = PADV - 8;
     for( int i = 1; i < 4; i++ )
     {
         // buffer: 8 luma, to match the hpel filter
-        uint8_t *pix = frame->filtered[i] + (16*mb_y - (8 << h->sh.b_mbaff)) * stride - 4;
+        pixel *pix = frame->filtered[i] + (16*mb_y - (8 << h->sh.b_mbaff)) * stride - 4;
         if( h->sh.b_mbaff )
         {
-            plane_expand_border( pix, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end );
-            plane_expand_border( pix+stride, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end );
+            plane_expand_border( pix, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
+            plane_expand_border( pix+stride, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
         }
         else
-            plane_expand_border( pix, stride, width, height, padh, padv, b_start, b_end );
+            plane_expand_border( pix, stride, width, height, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
     }
 }
 
 void x264_frame_expand_border_lowres( x264_frame_t *frame )
 {
     for( int i = 0; i < 4; i++ )
-        plane_expand_border( frame->lowres[i], frame->i_stride_lowres, frame->i_width_lowres, frame->i_lines_lowres, PADH, PADV, 1, 1 );
+        plane_expand_border( frame->lowres[i], frame->i_stride_lowres, frame->i_width_lowres, frame->i_lines_lowres, PADH, PADV, 1, 1, 0 );
 }
 
 void x264_frame_expand_border_mod16( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
 {
     for( int i = 0; i < frame->i_plane; i++ )
     {
-        int i_subsample = i ? 1 : 0;
-        int i_width = h->param.i_width >> i_subsample;
-        int i_height = h->param.i_height >> i_subsample;
-        int i_padx = (h->sps->i_mb_width * 16 - h->param.i_width) >> i_subsample;
-        int i_pady = (h->sps->i_mb_height * 16 - h->param.i_height) >> i_subsample;
+        int i_width = h->param.i_width;
+        int i_height = h->param.i_height >> !!i;
+        int i_padx = (h->mb.i_mb_width * 16 - h->param.i_width);
+        int i_pady = (h->mb.i_mb_height * 16 - h->param.i_height) >> !!i;
 
         if( i_padx )
         {
             for( int y = 0; y < i_height; y++ )
-                memset( &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i] + i_width],
-                         frame->plane[i][y*frame->i_stride[i] + i_width - 1],
-                         i_padx );
+                pixel_memset( &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i] + i_width],
+                              &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i] + i_width - 1-i],
+                              i_padx>>i, sizeof(pixel)<<i );
         }
         if( i_pady )
         {
             for( int y = i_height; y < i_height + i_pady; y++ )
                 memcpy( &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i]],
                         &frame->plane[i][(i_height-(~y&h->param.b_interlaced)-1)*frame->i_stride[i]],
-                        i_width + i_padx );
+                        (i_width + i_padx) * sizeof(pixel) );
         }
     }
 }
@@ -440,6 +509,7 @@ x264_frame_t *x264_frame_pop_unused( x264_t *h, int b_fdec )
     frame->b_intra_calculated = 0;
     frame->b_scenecut = 1;
     frame->b_keyframe = 0;
+    frame->b_corrupt = 0;
 
     memset( frame->weight, 0, sizeof(frame->weight) );
     memset( frame->f_weighted_cost_delta, 0, sizeof(frame->f_weighted_cost_delta) );
@@ -489,7 +559,7 @@ void x264_frame_sort( x264_frame_t **list, int b_dts )
     } while( !b_ok );
 }
 
-void x264_weight_scale_plane( x264_t *h, uint8_t *dst, int i_dst_stride, uint8_t *src, int i_src_stride,
+void x264_weight_scale_plane( x264_t *h, pixel *dst, int i_dst_stride, pixel *src, int i_src_stride,
                          int i_width, int i_height, x264_weight_t *w )
 {
     /* Weight horizontal strips of height 16. This was found to be the optimal height
@@ -514,7 +584,7 @@ void x264_frame_delete_list( x264_frame_t **list )
     x264_free( list );
 }
 
-int x264_synch_frame_list_init( x264_synch_frame_list_t *slist, int max_size )
+int x264_sync_frame_list_init( x264_sync_frame_list_t *slist, int max_size )
 {
     if( max_size < 0 )
         return -1;
@@ -530,7 +600,7 @@ fail:
     return -1;
 }
 
-void x264_synch_frame_list_delete( x264_synch_frame_list_t *slist )
+void x264_sync_frame_list_delete( x264_sync_frame_list_t *slist )
 {
     x264_pthread_mutex_destroy( &slist->mutex );
     x264_pthread_cond_destroy( &slist->cv_fill );
@@ -538,7 +608,7 @@ void x264_synch_frame_list_delete( x264_synch_frame_list_t *slist )
     x264_frame_delete_list( slist->list );
 }
 
-void x264_synch_frame_list_push( x264_synch_frame_list_t *slist, x264_frame_t *frame )
+void x264_sync_frame_list_push( x264_sync_frame_list_t *slist, x264_frame_t *frame )
 {
     x264_pthread_mutex_lock( &slist->mutex );
     while( slist->i_size == slist->i_max_size )
@@ -547,3 +617,16 @@ void x264_synch_frame_list_push( x264_synch_frame_list_t *slist, x264_frame_t *f
     x264_pthread_mutex_unlock( &slist->mutex );
     x264_pthread_cond_broadcast( &slist->cv_fill );
 }
+
+x264_frame_t *x264_sync_frame_list_pop( x264_sync_frame_list_t *slist )
+{
+    x264_frame_t *frame;
+    x264_pthread_mutex_lock( &slist->mutex );
+    while( !slist->i_size )
+        x264_pthread_cond_wait( &slist->cv_fill, &slist->mutex );
+    frame = slist->list[ --slist->i_size ];
+    slist->list[ slist->i_size ] = NULL;
+    x264_pthread_cond_broadcast( &slist->cv_empty );
+    x264_pthread_mutex_unlock( &slist->mutex );
+    return frame;
+}