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C/C++ Source or Header  |  1993-09-27  |  31KB  |  1,072 lines
  1. /*===========================================================================*
  2.  * bframe.c                                     *
  3.  *                                         *
  4.  *    Procedures concerned with the B-frame encoding                 *
  5.  *                                         *
  6.  * EXPORTED PROCEDURES:                                 *
  7.  *    GenBFrame                                 *
  8.  *    ResetBFrameStats                             *
  9.  *    ShowBFrameSummary                             *
  10.  *    EstimateSecondsPerBFrame                         *
  11.  *    ComputeBMotionLumBlock                             *
  12.  *    SetBQScale                                 *
  13.  *    GetBQScale                                 *
  14.  *                                         *
  15.  *===========================================================================*/
  16.  
  17. /*
  18.  * Copyright (c) 1993 The Regents of the University of California.
  19.  * All rights reserved.
  20.  *
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  30.  *
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  36.  */
  37.  
  38. /*  
  39.  *  $Header: /n/picasso/users/keving/encode/src/RCS/bframe.c,v 1.5 1993/07/30 19:24:04 keving Exp keving $
  40.  *  $Log: bframe.c,v $
  41.  * Revision 1.5  1993/07/30  19:24:04  keving
  42.  * nothing
  43.  *
  44.  * Revision 1.4  1993/07/22  22:23:43  keving
  45.  * nothing
  46.  *
  47.  * Revision 1.3  1993/06/30  20:06:09  keving
  48.  * nothing
  49.  *
  50.  * Revision 1.2  1993/06/03  21:08:08  keving
  51.  * nothing
  52.  *
  53.  * Revision 1.1  1993/02/19  19:14:28  keving
  54.  * nothing
  55.  *
  56.  */
  57.  
  58.  
  59. /*==============*
  60.  * HEADER FILES *
  61.  *==============*/
  62.  
  63. #include "all.h"
  64. #include <sys/times.h>
  65. #include "mtypes.h"
  66. #include "bitio.h"
  67. #include "frames.h"
  68. #include "prototypes.h"
  69. #include "fsize.h"
  70. #include "param.h"
  71. #include "mheaders.h"
  72. #include "postdct.h"
  73.  
  74.  
  75. /*==================*
  76.  * STATIC VARIABLES *
  77.  *==================*/
  78.  
  79. static int numBIBlocks = 0;
  80. static int numBBBlocks = 0;
  81. static int numBSkipped = 0;
  82. static int numBIBits = 0;
  83. static int numBBBits = 0;
  84. static int numFrames = 0;
  85. static int numFrameBits = 0;
  86. static time_t totalTime = 0;
  87. static int qscaleB;
  88. static float    totalSNR = 0.0;
  89. static float    totalPSNR = 0.0;
  90.  
  91.  
  92. /*===============================*
  93.  * INTERNAL PROCEDURE prototypes *
  94.  *===============================*/
  95.  
  96. static boolean    MotionSufficient _ANSI_ARGS_((LumBlock currBlock, MpegFrame *prev, MpegFrame *next,
  97.              int by, int bx, int mode, int fmy, int fmx,
  98.              int bmy, int bmx));
  99. static void    ComputeBMotionBlock _ANSI_ARGS_((MpegFrame *prev, MpegFrame *next,
  100.                    int by, int bx, int mode, int fmy, int fmx,
  101.                    int bmy, int bmx, Block motionBlock, int type));
  102. static void    ComputeBDiffDCTs _ANSI_ARGS_((MpegFrame *current, MpegFrame *prev, MpegFrame *next,
  103.              int by, int bx, int mode, int fmy, int fmx, 
  104.              int bmy, int bmx, int pattern));
  105. static boolean    DoBIntraCode _ANSI_ARGS_((MpegFrame *current, MpegFrame *prev, MpegFrame *next,
  106.              int by, int bx, int mode, int fmy, int fmx, int bmy,
  107.              int bmx));
  108.  
  109. /*=====================*
  110.  * EXPORTED PROCEDURES *
  111.  *=====================*/
  112.  
  113. /*===========================================================================*
  114.  *
  115.  * GenBFrame
  116.  *
  117.  *    generate a B-frame from previous and next frames, adding the result
  118.  *    to the given bit bucket
  119.  *
  120.  * RETURNS:    frame appended to bb
  121.  *
  122.  * SIDE EFFECTS:    none
  123.  *
  124.  *===========================================================================*/
  125. void
  126. GenBFrame(bb, curr, prev, next)
  127.     BitBucket *bb;
  128.     MpegFrame *curr;
  129.     MpegFrame *prev;
  130.     MpegFrame *next;
  131. {
  132.     FlatBlock fba[6], fb[6];
  133.     Block    dec[6];
  134.     int32 y_dc_pred, cr_dc_pred, cb_dc_pred;
  135.     int x, y;
  136.     int    fMotionX = 0, fMotionY = 0;
  137.     int bMotionX = 0, bMotionY = 0;
  138.     int    oldFMotionX = 0, oldFMotionY = 0;
  139.     int oldBMotionX = 0, oldBMotionY = 0;
  140.     int    oldMode = MOTION_FORWARD;
  141.     int    mode = MOTION_FORWARD;
  142.     int    offsetX, offsetY;
  143.     int    tempX, tempY;
  144.     int    fMotionXrem = 0, fMotionXquot = 0;
  145.     int    fMotionYrem = 0, fMotionYquot = 0;
  146.     int    bMotionXrem = 0, bMotionXquot = 0;
  147.     int    bMotionYrem = 0, bMotionYquot = 0;
  148.     int    pattern;
  149.     int    numIBlocks = 0;
  150.     int numBBlocks = 0;
  151.     int numSkipped = 0;
  152.     int    numIBits = 0;
  153.     int    numBBits = 0;
  154.     int    totalBits;
  155.     int    mbAddrInc = 1;
  156.     boolean    lastIntra = TRUE;
  157.     int        motionForward, motionBackward;
  158.     int        totalFrameBits;
  159.     time_t    startTime, endTime;
  160.     int lastX, lastY;
  161.     int lastBlockX, lastBlockY;
  162.     register int ix, iy;
  163.     LumBlock currentBlock;
  164.     int fy, fx;
  165.     boolean    result;
  166.     int    frameBlocks;
  167.     int        slicePos;
  168.     float   snr[3], psnr[3];
  169.     int        index;
  170.  
  171.     numFrames++;
  172.     totalFrameBits = bb->cumulativeBits;
  173.     time(&startTime);
  174.  
  175.     Mhead_GenPictureHeader(bb, B_FRAME, curr->id, fCode);
  176.     Mhead_GenSliceHeader(bb, 1, qscaleB, NULL, 0);
  177.  
  178.     Frame_AllocBlocks(curr);
  179.     BlockifyFrame(curr);
  180.  
  181.     if ( printSNR ) {
  182.     Frame_AllocDecoded(curr, FALSE);
  183.     }
  184.  
  185.     /* for I-blocks */
  186.     y_dc_pred = cr_dc_pred = cb_dc_pred = 128;
  187.  
  188.     totalBits = bb->cumulativeBits;
  189.  
  190.     if ( ! pixelFullSearch ) {
  191.     if ( ! prev->halfComputed ) {
  192.         ComputeHalfPixelData(prev);
  193.     }
  194.  
  195.     if ( ! next->halfComputed ) {
  196.         ComputeHalfPixelData(next);
  197.     }
  198.     }
  199.  
  200.     lastBlockX = Fsize_x/8;
  201.     lastBlockY = Fsize_y/8;
  202.     lastX = lastBlockX-2;
  203.     lastY = lastBlockY-2;
  204.     frameBlocks = 0;
  205.  
  206.     for (y = 0; y < lastBlockY; y += 2) {
  207.     for (x = 0; x < lastBlockX; x += 2) {
  208.         slicePos = (frameBlocks % blocksPerSlice);
  209.  
  210.         if ( (slicePos == 0) && (frameBlocks != 0) ) {
  211.         Mhead_GenSliceEnder(bb);
  212.         Mhead_GenSliceHeader(bb, 1+(y/2), qscaleB, NULL, 0);
  213.  
  214.         /* reset everything */
  215.         oldFMotionX = 0;    oldFMotionY = 0;
  216.         oldBMotionX = 0;    oldBMotionY = 0;
  217.         oldMode = MOTION_FORWARD;
  218.         lastIntra = TRUE;
  219.         y_dc_pred = cr_dc_pred = cb_dc_pred = 128;
  220.  
  221.         mbAddrInc = 1+(x/2);
  222.         }
  223.  
  224.         frameBlocks++;
  225.  
  226.         /* compute currentBlock */
  227.         BLOCK_TO_FRAME_COORD(y, x, fy, fx);
  228.         for ( iy = 0; iy < 16; iy++ ) {
  229.         for ( ix = 0; ix < 16; ix++ ) {
  230.             currentBlock[iy][ix] = (int16)curr->orig_y[fy+iy][fx+ix];
  231.         }
  232.         }
  233.  
  234. /* STEP 1:  Select Forward, Backward, or Interpolated motion vectors */
  235.         /* see if old motion is good enough */
  236.         /* but force last block to be non-skipped */
  237.         if ( (! lastIntra) && ((y < lastY) || (x < lastX)) ) {
  238.         if ( pixelFullSearch ) {
  239.             result = MotionSufficient(currentBlock, prev, next, y, x, oldMode,
  240.                           2*oldFMotionY, 2*oldFMotionX,
  241.                           2*oldBMotionY, 2*oldBMotionX);
  242.         } else {
  243.             result = MotionSufficient(currentBlock, prev, next, y, x, oldMode,
  244.                       oldFMotionY, oldFMotionX,
  245.                       oldBMotionY, oldBMotionX);
  246.         }
  247.         } else {
  248.         result = FALSE;
  249.         }
  250.  
  251.         if ( result ) {
  252.         /* skipped macro block */
  253.         mbAddrInc++;
  254.         numSkipped++;
  255.  
  256.         /* decode skipped block */
  257.         if ( printSNR ) {
  258.             int    fmy, fmx, bmy, bmx;
  259.  
  260.             bzero((char *)dec[0], sizeof(Block));
  261.             bzero((char *)dec[1], sizeof(Block));
  262.             bzero((char *)dec[2], sizeof(Block));
  263.             bzero((char *)dec[3], sizeof(Block));
  264.             bzero((char *)dec[4], sizeof(Block));
  265.             bzero((char *)dec[5], sizeof(Block));
  266.  
  267.             if ( pixelFullSearch ) {
  268.             fmy = 2*oldFMotionY;
  269.             fmx = 2*oldFMotionX;
  270.             bmy = 2*oldBMotionY;
  271.             bmx = 2*oldBMotionX;
  272.             } else {
  273.             fmy = oldFMotionY;
  274.             fmx = oldFMotionX;
  275.             bmy = oldBMotionY;
  276.             bmx = oldBMotionX;
  277.             }
  278.  
  279.             /* now add the motion block */
  280.             AddBMotionBlock(dec[0], prev->decoded_y,
  281.                     next->decoded_y, y, x, mode,
  282.                     fmy, fmx, bmy, bmx);
  283.             AddBMotionBlock(dec[1], prev->decoded_y,
  284.                     next->decoded_y, y, x+1, mode,
  285.                     fmy, fmx, bmy, bmx);
  286.             AddBMotionBlock(dec[2], prev->decoded_y,
  287.                     next->decoded_y, y+1, x, mode,
  288.                     fmy, fmx, bmy, bmx);
  289.             AddBMotionBlock(dec[3], prev->decoded_y,
  290.                     next->decoded_y, y+1, x+1, mode,
  291.                     fmy, fmx, bmy, bmx);
  292.             AddBMotionBlock(dec[4], prev->decoded_cb,
  293.                     next->decoded_cb, y>>1, x>>1, mode,
  294.                     fmy/2, fmx/2,
  295.                     bmy/2, bmx/2);
  296.             AddBMotionBlock(dec[5], prev->decoded_cr,
  297.                     next->decoded_cb, y>>1, x>>1, mode,
  298.                     fmy/2, fmx/2,
  299.                     bmy/2, bmx/2);
  300.  
  301.             /* now, unblockify */
  302.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[0], y, x);
  303.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[1], y, x+1);
  304.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[2], y+1, x);
  305.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[3], y+1, x+1);
  306.             BlockToData(curr->decoded_cb, dec[4], y>>1, x>>1);
  307.             BlockToData(curr->decoded_cr, dec[5], y>>1, x>>1);
  308.         }
  309.         } else {
  310.         /* do bsearch */
  311.         mode = BMotionSearch(currentBlock, prev, next, y, x, &fMotionY,
  312.                      &fMotionX, &bMotionY, &bMotionX, mode);
  313.  
  314.         pattern = 63;
  315.  
  316. /* STEP 2:  INTRA OR NON-INTRA CODING */
  317.         if ( DoBIntraCode(curr, prev, next, y, x, mode, fMotionY,
  318.                   fMotionX, bMotionY, bMotionX) ) {
  319.             /* output I-block inside a P-frame */
  320.             numIBlocks++;
  321.  
  322.             /* calculate forward dct's */
  323.             mp_fwd_dct_block(curr->y_blocks[y][x]);
  324.             mp_fwd_dct_block(curr->y_blocks[y][x+1]);
  325.             mp_fwd_dct_block(curr->y_blocks[y+1][x]);
  326.             mp_fwd_dct_block(curr->y_blocks[y+1][x+1]);
  327.             mp_fwd_dct_block(curr->cb_blocks[y >> 1][x >> 1]);
  328.             mp_fwd_dct_block(curr->cr_blocks[y >> 1][x >> 1]);
  329.  
  330.             GEN_I_BLOCK(B_FRAME, curr, bb, mbAddrInc, qscaleB);
  331.  
  332.             mbAddrInc = 1;
  333.  
  334.             numIBits += (bb->cumulativeBits-totalBits);
  335.             totalBits = bb->cumulativeBits;
  336.  
  337.             /* reset because intra-coded */
  338.             oldFMotionX = 0;        oldFMotionY = 0;
  339.             oldBMotionX = 0;        oldBMotionY = 0;
  340.             oldMode = MOTION_FORWARD;
  341.             lastIntra = TRUE;
  342.  
  343.             if ( printSNR ) {
  344.             /* need to decode block we just encoded */
  345.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[0], dec[0], qscaleB, TRUE);
  346.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[1], dec[1], qscaleB, TRUE);
  347.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[2], dec[2], qscaleB, TRUE);
  348.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[3], dec[3], qscaleB, TRUE);
  349.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[4], dec[4], qscaleB, TRUE);
  350.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[5], dec[5], qscaleB, TRUE);
  351.  
  352.             /* now, reverse the DCT transform */
  353.             for ( index = 0; index < 6; index++ ) {
  354.                 j_rev_dct((int16 *)dec[index]);
  355.             }
  356.  
  357.             /* now, unblockify */
  358.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[0], y, x);
  359.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[1], y, x+1);
  360.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[2], y+1, x);
  361.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[3], y+1, x+1);
  362.             BlockToData(curr->decoded_cb, dec[4], y>>1, x>>1);
  363.             BlockToData(curr->decoded_cr, dec[5], y>>1, x>>1);
  364.             }
  365.         } else {
  366. /* STEP 3:  CODED OR NOT CODED */            
  367.             /* make special cases for (0,0) motion???? */
  368.             lastIntra = FALSE;
  369.             /* USE MOTION VECTORS */
  370.             numBBlocks++;
  371.  
  372.             /* reset because non-intra-coded */
  373.             y_dc_pred = cr_dc_pred = cb_dc_pred = 128;
  374.  
  375.             ComputeBDiffDCTs(curr, prev, next, y, x, mode, fMotionY,
  376.                      fMotionX, bMotionY, bMotionX, pattern);
  377.  
  378.             if ( pixelFullSearch ) {
  379.             fMotionX /= 2;        fMotionY /= 2;
  380.             bMotionX /= 2;        bMotionY /= 2;
  381.             }
  382.  
  383. /* should really check to see if same motion as previous block, and see if
  384. pattern is 0, then skip it! */
  385.  
  386.              motionForward = ((mode != MOTION_BACKWARD) ? 1 : 0);
  387.             motionBackward = ((mode != MOTION_FORWARD) ? 1 : 0);
  388.  
  389.             if ( motionForward ) {
  390.             /* transform the fMotion vector into the appropriate values */
  391.             offsetX = fMotionX - oldFMotionX;
  392.             offsetY = fMotionY - oldFMotionY;
  393.  
  394.             ENCODE_MOTION_VECTOR(offsetX, offsetY, fMotionXquot,
  395.                      fMotionYquot, fMotionXrem, fMotionYrem,
  396.                      FORW_F);
  397.  
  398.             oldFMotionX = fMotionX;        oldFMotionY = fMotionY;
  399.             }
  400.  
  401.             if ( motionBackward ) {
  402.             /* transform the bMotion vector into the appropriate values */
  403.             offsetX = bMotionX - oldBMotionX;
  404.             offsetY = bMotionY - oldBMotionY;
  405.             ENCODE_MOTION_VECTOR(offsetX, offsetY, bMotionXquot,
  406.                      bMotionYquot, bMotionXrem, bMotionYrem,
  407.                      BACK_F);
  408.  
  409.             oldBMotionX = bMotionX;        oldBMotionY = bMotionY;
  410.             }
  411.  
  412.             oldMode = mode;
  413.  
  414.             if ( pixelFullSearch ) {
  415.             fMotionX *= 2;    fMotionY *= 2;
  416.             bMotionX *= 2;    bMotionY *= 2;
  417.             }
  418.  
  419.         /* create flat blocks and update pattern if necessary */
  420.     if ( (pattern & 0x20) && 
  421.          (! Mpost_QuantZigBlock(curr->y_blocks[y][x], fba[0],
  422.                    qscaleB, FALSE)) ) {
  423.         pattern ^= 0x20;
  424.     }
  425.     if ( (pattern & 0x10) && 
  426.          (! Mpost_QuantZigBlock(curr->y_blocks[y][x+1], fba[1],
  427.                    qscaleB, FALSE)) ) {
  428.         pattern ^= 0x10;
  429.     }
  430.     if ( (pattern & 0x8) && 
  431.          (! Mpost_QuantZigBlock(curr->y_blocks[y+1][x], fba[2],
  432.                    qscaleB, FALSE)) ) {
  433.         pattern ^= 0x8;
  434.     }
  435.     if ( (pattern & 0x4) && 
  436.          (! Mpost_QuantZigBlock(curr->y_blocks[y+1][x+1], fba[3],
  437.                    qscaleB, FALSE)) ) {
  438.         pattern ^= 0x4;
  439.     }
  440.     if ( (pattern & 0x2) && 
  441.          (! Mpost_QuantZigBlock(curr->cb_blocks[y >> 1][x >> 1], fba[4],
  442.                    qscaleB, FALSE)) ) {
  443.         pattern ^= 0x2;
  444.     }
  445.     if ( (pattern & 0x1) && 
  446.          (! Mpost_QuantZigBlock(curr->cr_blocks[y >> 1][x >> 1], fba[5],
  447.                    qscaleB, FALSE)) ) {
  448.         pattern ^= 0x1;
  449.     }
  450.  
  451.             if ( printSNR ) {
  452.             if ( pattern & 0x20 ) {
  453.                 Mpost_UnQuantZigBlock(fba[0], dec[0], qscaleB, FALSE);
  454.             } else {
  455.                 bzero((char *)dec[0], sizeof(Block));
  456.             }
  457.             if ( pattern & 0x10 ) {
  458.                 Mpost_UnQuantZigBlock(fba[1], dec[1], qscaleB, FALSE);
  459.             } else {
  460.                 bzero((char *)dec[1], sizeof(Block));
  461.             }
  462.             if ( pattern & 0x8 ) {
  463.                 Mpost_UnQuantZigBlock(fba[2], dec[2], qscaleB, FALSE);
  464.             } else {
  465.                 bzero((char *)dec[2], sizeof(Block));
  466.             }
  467.             if ( pattern & 0x4 ) {
  468.                 Mpost_UnQuantZigBlock(fba[3], dec[3], qscaleB, FALSE);
  469.             } else {
  470.                 bzero((char *)dec[3], sizeof(Block));
  471.             }
  472.             if ( pattern & 0x2 ) {
  473.                 Mpost_UnQuantZigBlock(fba[4], dec[4], qscaleB, FALSE);
  474.             } else {
  475.                 bzero((char *)dec[4], sizeof(Block));
  476.             }
  477.             if ( pattern & 0x1 ) {
  478.                 Mpost_UnQuantZigBlock(fba[5], dec[5], qscaleB, FALSE);
  479.             } else {
  480.                 bzero((char *)dec[5], sizeof(Block));
  481.             }
  482.  
  483.             /* now, reverse the DCT transform */
  484.             for ( index = 0; index < 6; index++ ) {
  485.                 if ( GET_ITH_BIT(pattern, 5-index) ) {
  486.                 j_rev_dct((int16 *)dec[index]);
  487.                 }
  488.             }
  489.  
  490.             /* now add the motion block */
  491.             AddBMotionBlock(dec[0], prev->decoded_y,
  492.                     next->decoded_y, y, x, mode,
  493.                     fMotionY, fMotionX, bMotionY, bMotionX);
  494.             AddBMotionBlock(dec[1], prev->decoded_y,
  495.                     next->decoded_y, y, x+1, mode,
  496.                     fMotionY, fMotionX, bMotionY, bMotionX);
  497.             AddBMotionBlock(dec[2], prev->decoded_y,
  498.                     next->decoded_y, y+1, x, mode,
  499.                     fMotionY, fMotionX, bMotionY, bMotionX);
  500.             AddBMotionBlock(dec[3], prev->decoded_y,
  501.                     next->decoded_y, y+1, x+1, mode,
  502.                     fMotionY, fMotionX, bMotionY, bMotionX);
  503.             AddBMotionBlock(dec[4], prev->decoded_cb,
  504.                     next->decoded_cb, y>>1, x>>1, mode,
  505.                     fMotionY/2, fMotionX/2,
  506.                     bMotionY/2, bMotionX/2);
  507.             AddBMotionBlock(dec[5], prev->decoded_cr,
  508.                     next->decoded_cr, y>>1, x>>1, mode,
  509.                     fMotionY/2, fMotionX/2,
  510.                     bMotionY/2, bMotionX/2);
  511.  
  512.             /* now, unblockify */
  513.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[0], y, x);
  514.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[1], y, x+1);
  515.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[2], y+1, x);
  516.             BlockToData(curr->decoded_y, dec[3], y+1, x+1);
  517.             BlockToData(curr->decoded_cb, dec[4], y>>1, x>>1);
  518.             BlockToData(curr->decoded_cr, dec[5], y>>1, x>>1);
  519.             }
  520.  
  521. #ifdef BLEAH
  522.     fprintf(stdout, "BFRAME PATTERN = %d...FORW = %d, BACK = %d\n", pattern,
  523.         motionForward, motionBackward);
  524.     fprintf(stdout, "fMotionX = %d, fMotionY = %d, bMotionX = %d, bMotionY = %d\n",
  525.         fMotionX, fMotionY, bMotionX, bMotionY);
  526. #endif
  527.  
  528.         DBG_PRINT(("MB Header(%d,%d)\n", x, y));
  529.         Mhead_GenMBHeader(bb, 3 /* pict_code_type */, mbAddrInc /* addr_incr */,
  530.               0 /* mb_quant */, 0 /* q_scale */,
  531.               fCode /* forw_f_code */, fCode /* back_f_code */,
  532.               fMotionXrem /* horiz_forw_r */, fMotionYrem /* vert_forw_r */,
  533.               bMotionXrem /* horiz_back_r */, bMotionYrem /* vert_back_r */,
  534.               motionForward /* motion_forw */, fMotionXquot /* m_horiz_forw */,
  535.               fMotionYquot /* m_vert_forw */, motionBackward /* motion_back */,
  536.               bMotionXquot /* m_horiz_back */, bMotionYquot /* m_vert_back */,
  537.               pattern /* mb_pattern */, 0 /* mb_intra */);
  538.             mbAddrInc = 1;
  539.  
  540.         /* now output the difference */
  541.         for ( tempX = 0; tempX < 6; tempX++ ) {
  542.             if ( GET_ITH_BIT(pattern, 5-tempX) ) {
  543.             Mpost_RLEHuffPBlock(fba[tempX], bb);
  544.             }
  545.         }
  546.  
  547.             numBBits += (bb->cumulativeBits-totalBits);
  548.             totalBits = bb->cumulativeBits;
  549.         }
  550.         }
  551.     }
  552.     }
  553.  
  554.     if ( printSNR ) {
  555.         ComputeSNR(curr->orig_y, curr->decoded_y, Fsize_y, Fsize_x,
  556.            &snr[0], &psnr[0]);
  557.         ComputeSNR(curr->orig_cb, curr->decoded_cb, Fsize_y/2, Fsize_x/2,
  558.            &snr[1], &psnr[1]);
  559.         ComputeSNR(curr->orig_cr, curr->decoded_cr, Fsize_y/2, Fsize_x/2,
  560.            &snr[2], &psnr[2]);
  561.  
  562.     totalSNR += snr[0];
  563.     totalPSNR += psnr[0];
  564.     }
  565.  
  566. #ifdef BLEAH
  567.  
  568. if ( printSNR ) {
  569.     FILE    *fpointer;
  570.     char    fileName[256];
  571.     int    width, height;
  572.  
  573.     /* output the decoded frame */
  574.  
  575.     width = Fsize_x;
  576.     height = Fsize_y;
  577.  
  578.     sprintf(fileName, "/tmp/decoded%d.yuv", curr->id);
  579.     fprintf(stdout, "outputting to %s\n", fileName);
  580.  
  581.     fpointer = fopen(fileName, "wb");
  582.  
  583.     for ( y = 0; y < height; y++ ) {
  584.         fwrite(curr->decoded_y[y], 1, width, fpointer);
  585.     }
  586.  
  587.     for (y = 0; y < height / 2; y++) {            /* U */
  588.         fwrite(curr->decoded_cb[y], 1, width / 2, fpointer);
  589.     }
  590.  
  591.     for (y = 0; y < height / 2; y++) {            /* V */
  592.         fwrite(curr->decoded_cr[y], 1, width / 2, fpointer);
  593.     }
  594.  
  595.     fclose(fpointer);
  596. }
  597. #endif
  598.  
  599.     Mhead_GenSliceEnder(bb);
  600.  
  601.     time(&endTime);
  602.     totalTime += (endTime-startTime);
  603.  
  604.     if ( (! childProcess) && frameSummary ) {
  605.     fprintf(stdout, "FRAME %d (B):  I BLOCKS:  %d;  B BLOCKS:  %d   SKIPPED:  %d (%ld seconds)\n",
  606.         curr->id, numIBlocks, numBBlocks, numSkipped, (long)(totalTime));
  607.     if ( printSNR )
  608.         fprintf(stdout, "FRAME %d:  SNR:  %.1f\t%.1f\t%.1f\tPSNR:  %.1f\t%.1f\t%.1f\n",
  609.             curr->id, snr[0], snr[1], snr[2],
  610.             psnr[0], psnr[1], psnr[2]);
  611.     }
  612.  
  613.     numFrameBits += (bb->cumulativeBits-totalFrameBits);
  614.     numBIBlocks += numIBlocks;
  615.     numBBBlocks += numBBlocks;
  616.     numBSkipped += numSkipped;
  617.     numBIBits += numIBits;
  618.     numBBBits += numBBits;
  619. }
  620.  
  621.  
  622. /*===========================================================================*
  623.  *
  624.  * SetBQScale
  625.  *
  626.  *    set the B-frame Q-scale
  627.  *
  628.  * RETURNS:    nothing
  629.  *
  630.  * SIDE EFFECTS:    qscaleB
  631.  *
  632.  *===========================================================================*/
  633. void
  634. SetBQScale(qB)
  635.     int qB;
  636. {
  637.     qscaleB = qB;
  638. }
  639.  
  640.  
  641. /*===========================================================================*
  642.  *
  643.  * GetBQScale
  644.  *
  645.  *    get the B-frame Q-scale
  646.  *
  647.  * RETURNS:    the Q-scale
  648.  *
  649.  * SIDE EFFECTS:    none
  650.  *
  651.  *===========================================================================*/
  652. int
  653. GetBQScale()
  654. {
  655.     return qscaleB;
  656. }
  657.  
  658.  
  659. /*===========================================================================*
  660.  *
  661.  * ResetBFrameStats
  662.  *
  663.  *    reset the B-frame stats
  664.  *
  665.  * RETURNS:    nothing
  666.  *
  667.  * SIDE EFFECTS:    none
  668.  *
  669.  *===========================================================================*/
  670. void
  671. ResetBFrameStats()
  672. {
  673.     numBIBlocks = 0;
  674.     numBBBlocks = 0;
  675.     numBSkipped = 0;
  676.     numBIBits = 0;
  677.     numBBBits = 0;
  678.     numFrames = 0;
  679.     numFrameBits = 0;
  680.     totalTime = 0;
  681. }
  682.  
  683.  
  684. /*===========================================================================*
  685.  *
  686.  * ShowBFrameSummary
  687.  *
  688.  *    print out statistics on all B-frames
  689.  *
  690.  * RETURNS:    nothing
  691.  *
  692.  * SIDE EFFECTS:    none
  693.  *
  694.  *===========================================================================*/
  695. void
  696. ShowBFrameSummary(inputFrameBits, totalBits, fpointer)
  697.     int inputFrameBits;
  698.     int32 totalBits;
  699.     FILE *fpointer;
  700. {
  701.     if ( numFrames == 0 ) {
  702.     return;
  703.     }
  704.  
  705.     fprintf(fpointer, "-------------------------\n");
  706.     fprintf(fpointer, "*****B FRAME SUMMARY*****\n");
  707.     fprintf(fpointer, "-------------------------\n");
  708.  
  709.     if ( numBIBlocks != 0 ) {
  710.     fprintf(fpointer, "  I Blocks:  %5d     (%6d bits)     (%5d bpb)\n",
  711.         numBIBlocks, numBIBits, numBIBits/numBIBlocks);
  712.     } else {
  713.     fprintf(fpointer, "  I Blocks:  %5d\n", 0);
  714.     }
  715.  
  716.     if ( numBBBlocks != 0 ) {
  717.     fprintf(fpointer, "  B Blocks:  %5d     (%6d bits)     (%5d bpb)\n",
  718.         numBBBlocks, numBBBits, numBBBits/numBBBlocks);
  719.     } else {
  720.     fprintf(fpointer, "  B Blocks:  %5d\n", 0);
  721.     }
  722.  
  723.     fprintf(fpointer, "  Skipped:   %5d\n", numBSkipped);
  724.  
  725.     fprintf(fpointer, "  Frames:    %5d     (%6d bits)     (%5d bpf)     (%2.1f%% of total)\n",
  726.         numFrames, numFrameBits, numFrameBits/numFrames,
  727.         100.0*(float)numFrameBits/(float)totalBits);        
  728.     fprintf(fpointer, "  Compression:  %3d:1\n",
  729.         numFrames*inputFrameBits/numFrameBits);
  730.     if ( printSNR )
  731.     fprintf(fpointer, "  Avg Y SNR/PSNR:  %.1f     %.1f\n",
  732.         totalSNR/(float)numFrames, totalPSNR/(float)numFrames);
  733.     fprintf(fpointer, "  Seconds:  %9ld     (%9ld spf)     (%9ld bps)\n",
  734.         (long)(totalTime), (long)(totalTime/(numFrames)),
  735.         (long)((float)numFrames*(float)inputFrameBits/(float)totalTime));
  736. }
  737.  
  738.  
  739. /*===========================================================================*
  740.  *
  741.  * ComputeBMotionLumBlock
  742.  *
  743.  *    compute the luminance block resulting from motion compensation
  744.  *
  745.  * RETURNS:    motionBlock modified
  746.  *
  747.  * SIDE EFFECTS:    none
  748.  *
  749.  * PRECONDITION:    the motion vectors must be valid!
  750.  *
  751.  *===========================================================================*/
  752. void
  753. ComputeBMotionLumBlock(prev, next, by, bx, mode, fmy, fmx, bmy, bmx, motionBlock)
  754.     MpegFrame *prev;
  755.     MpegFrame *next;
  756.     int by;
  757.     int bx;
  758.     int mode;
  759.     int fmy;
  760.     int fmx;
  761.     int bmy;
  762.     int bmx;
  763.     LumBlock motionBlock;
  764. {
  765.     LumBlock    prevBlock, nextBlock;
  766.     register int    y, x;
  767.  
  768.     switch(mode) {
  769.     case MOTION_FORWARD:
  770.         ComputeMotionLumBlock(prev, by, bx, fmy, fmx, motionBlock);
  771.         break;
  772.     case MOTION_BACKWARD:
  773.         ComputeMotionLumBlock(next, by, bx, bmy, bmx, motionBlock);
  774.         break;
  775.     case MOTION_INTERPOLATE:
  776.         ComputeMotionLumBlock(prev, by, bx, fmy, fmx, prevBlock);
  777.         ComputeMotionLumBlock(next, by, bx, bmy, bmx, nextBlock);
  778.  
  779.         for ( y = 0; y < 16; y++ ) {
  780.         for ( x = 0; x < 16; x++ ) {
  781.             motionBlock[y][x] = (prevBlock[y][x]+nextBlock[y][x]+1)/2;
  782.         }
  783.         }
  784.         break;
  785.     }
  786. }
  787.  
  788.  
  789. /*===========================================================================*
  790.  *
  791.  * EstimateSecondsPerBFrame
  792.  *
  793.  *    estimate the seconds to compute a B-frame
  794.  *
  795.  * RETURNS:    the time, in seconds
  796.  *
  797.  * SIDE EFFECTS:    none
  798.  *
  799.  *===========================================================================*/
  800. float
  801. EstimateSecondsPerBFrame()
  802. {
  803.     if ( numFrames == 0 ) {
  804.     return 20.0;
  805.     } else {
  806.     return (float)totalTime/((float)numFrames);
  807.     }
  808. }
  809.  
  810.  
  811. /*=====================*
  812.  * INTERNAL PROCEDURES *
  813.  *=====================*/
  814.  
  815. /*===========================================================================*
  816.  *
  817.  * ComputeBMotionBlock
  818.  *
  819.  *    compute the block resulting from motion compensation
  820.  *
  821.  * RETURNS:    motionBlock is modified
  822.  *
  823.  * SIDE EFFECTS:    none
  824.  *
  825.  * PRECONDITION:    the motion vectors must be valid!
  826.  *
  827.  *===========================================================================*/
  828. static void
  829. ComputeBMotionBlock(prev, next, by, bx, mode, fmy, fmx, bmy, bmx, motionBlock, type)
  830.     MpegFrame *prev;
  831.     MpegFrame *next;
  832.     int by;
  833.     int bx;
  834.     int mode;
  835.     int fmy;
  836.     int fmx;
  837.     int bmy;
  838.     int bmx;
  839.     Block motionBlock;
  840.     int type;
  841. {
  842.     Block    prevBlock, nextBlock;
  843.     register int    y, x;
  844.  
  845.     switch(mode) {
  846.     case MOTION_FORWARD:
  847.         if ( type == LUM_BLOCK ) {
  848.         ComputeMotionBlock(prev->ref_y, by, bx, fmy, fmx, motionBlock);
  849.         } else if ( type == CB_BLOCK ) {
  850.         ComputeMotionBlock(prev->ref_cb, by, bx, fmy, fmx, motionBlock);
  851.         } else if ( type == CR_BLOCK ) {
  852.         ComputeMotionBlock(prev->ref_cr, by, bx, fmy, fmx, motionBlock);
  853.         }
  854.         break;
  855.     case MOTION_BACKWARD:
  856.         if ( type == LUM_BLOCK ) {
  857.         ComputeMotionBlock(next->ref_y, by, bx, bmy, bmx, motionBlock);
  858.         } else if ( type == CB_BLOCK ) {
  859.         ComputeMotionBlock(next->ref_cb, by, bx, bmy, bmx, motionBlock);
  860.         } else if ( type == CR_BLOCK ) {
  861.         ComputeMotionBlock(next->ref_cr, by, bx, bmy, bmx, motionBlock);
  862.         }
  863.         break;
  864.     case MOTION_INTERPOLATE:
  865.         if ( type == LUM_BLOCK ) {
  866.         ComputeMotionBlock(prev->ref_y, by, bx, fmy, fmx, prevBlock);
  867.         ComputeMotionBlock(next->ref_y, by, bx, bmy, bmx, nextBlock);
  868.         } else if ( type == CB_BLOCK ) {
  869.         ComputeMotionBlock(prev->ref_cb, by, bx, fmy, fmx, prevBlock);
  870.         ComputeMotionBlock(next->ref_cb, by, bx, bmy, bmx, nextBlock);
  871.         } else if ( type == CR_BLOCK ) {
  872.         ComputeMotionBlock(prev->ref_cr, by, bx, fmy, fmx, prevBlock);
  873.         ComputeMotionBlock(next->ref_cr, by, bx, bmy, bmx, nextBlock);
  874.         }
  875.  
  876.         for ( y = 0; y < 8; y++ ) {
  877.         for ( x = 0; x < 8; x++ ) {
  878.             motionBlock[y][x] = (prevBlock[y][x]+nextBlock[y][x]+1)/2;
  879.         }
  880.         }
  881.         break;
  882.     }
  883. }
  884.  
  885.  
  886. /*===========================================================================*
  887.  *
  888.  * ComputeBDiffDCTs
  889.  *
  890.  *    compute the DCT of the error term
  891.  *
  892.  * RETURNS:    appropriate blocks of current will contain the DCTs
  893.  *
  894.  * SIDE EFFECTS:    none
  895.  *
  896.  * PRECONDITION:    the motion vectors must be valid!
  897.  *
  898.  *===========================================================================*/
  899. static void
  900. ComputeBDiffDCTs(current, prev, next, by, bx, mode, fmy, fmx, bmy, bmx, pattern)
  901.     MpegFrame *current;
  902.     MpegFrame *prev;
  903.     MpegFrame *next;
  904.     int by;
  905.     int bx;
  906.     int mode;
  907.     int fmy;
  908.     int fmx;
  909.     int bmy;
  910.     int bmx;
  911.     int pattern;
  912. {
  913.     Block   motionBlock;
  914.  
  915.     if ( pattern & 0x20 ) {
  916.     ComputeBMotionBlock(prev, next, by, bx, mode, fmy, fmx,
  917.                 bmy, bmx, motionBlock, LUM_BLOCK);
  918.     ComputeDiffDCTBlock(current->y_blocks[by][bx], motionBlock);
  919.     }
  920.  
  921.     if ( pattern & 0x10 ) {
  922.     ComputeBMotionBlock(prev, next, by, bx+1, mode, fmy, fmx,
  923.                 bmy, bmx, motionBlock, LUM_BLOCK);
  924.     ComputeDiffDCTBlock(current->y_blocks[by][bx+1], motionBlock);
  925.     }
  926.  
  927.     if ( pattern & 0x8 ) {
  928.     ComputeBMotionBlock(prev, next, by+1, bx, mode, fmy, fmx,
  929.                 bmy, bmx, motionBlock, LUM_BLOCK);
  930.     ComputeDiffDCTBlock(current->y_blocks[by+1][bx], motionBlock);
  931.     }
  932.  
  933.     if ( pattern & 0x4 ) {
  934.     ComputeBMotionBlock(prev, next, by+1, bx+1, mode, fmy, fmx,
  935.                 bmy, bmx, motionBlock, LUM_BLOCK);
  936.     ComputeDiffDCTBlock(current->y_blocks[by+1][bx+1], motionBlock);
  937.     }
  938.  
  939.     if ( pattern & 0x2 ) {
  940.     ComputeBMotionBlock(prev, next, by>>1, bx>>1, mode, fmy/2, fmx/2,
  941.                 bmy/2, bmx/2, motionBlock, CB_BLOCK);
  942.     ComputeDiffDCTBlock(current->cb_blocks[by >> 1][bx >> 1], motionBlock);
  943.     }
  944.  
  945.     if ( pattern & 0x1 ) {
  946.     ComputeBMotionBlock(prev, next, by>>1, bx>>1, mode, fmy/2, fmx/2,
  947.                 bmy/2, bmx/2, motionBlock, CR_BLOCK);
  948.     ComputeDiffDCTBlock(current->cr_blocks[by >> 1][bx >> 1], motionBlock);
  949.     }
  950. }
  951.  
  952.  
  953. /*===========================================================================*
  954.  *
  955.  *                USER-MODIFIABLE
  956.  *
  957.  * DoBIntraCode
  958.  *
  959.  *    decides if this block should be coded as intra-block
  960.  *
  961.  * RETURNS:    TRUE if intra-coding should be used; FALSE otherwise
  962.  *
  963.  * SIDE EFFECTS:    none
  964.  *
  965.  * PRECONDITION:    the motion vectors must be valid!
  966.  *
  967.  *===========================================================================*/
  968. static boolean
  969. DoBIntraCode(current, prev, next, by, bx, mode, fmy, fmx, bmy, bmx)
  970.     MpegFrame *current;
  971.     MpegFrame *prev;
  972.     MpegFrame *next;
  973.     int by;
  974.     int bx;
  975.     int mode;
  976.     int fmy;
  977.     int fmx;
  978.     int bmy;
  979.     int bmx;
  980. {
  981.     int        x, y;
  982.     int32 sum = 0, vard = 0, varc = 0, dif;
  983.     int32 currPixel, prevPixel;
  984.     LumBlock    motionBlock;
  985.     int        fy, fx;
  986.  
  987.     ComputeBMotionLumBlock(prev, next, by, bx, mode, fmy, fmx,
  988.                bmy, bmx, motionBlock);
  989.  
  990.     MOTION_TO_FRAME_COORD(by, bx, 0, 0, fy, fx);
  991.  
  992.     for ( y = 0; y < 16; y++ ) {
  993.     for ( x = 0; x < 16; x++ ) {
  994.         currPixel = current->orig_y[fy+y][fx+x];
  995.         prevPixel = motionBlock[y][x];
  996.  
  997.         sum += currPixel;
  998.         varc += currPixel*currPixel;
  999.  
  1000.         dif = currPixel - prevPixel;
  1001.         vard += dif*dif;
  1002.     }
  1003.     }
  1004.  
  1005.     vard /= 256;    /* assumes mean is close to zero */
  1006.     varc = varc/256 - (sum/256)*(sum/256);
  1007.  
  1008.     if ( vard <= 64 ) {
  1009.     return FALSE;
  1010.     } else if ( vard < varc ) {
  1011.     return FALSE;
  1012.     } else {
  1013.     return TRUE;
  1014.     }
  1015. }
  1016.  
  1017. /*===========================================================================*
  1018.  *
  1019.  *                USER-MODIFIABLE
  1020.  *
  1021.  * MotionSufficient
  1022.  *
  1023.  *    decides if this motion vector is sufficient without DCT coding
  1024.  *
  1025.  * RETURNS:    TRUE if no DCT is needed; FALSE otherwise
  1026.  *
  1027.  * SIDE EFFECTS:    none
  1028.  *
  1029.  * PRECONDITION:    the motion vectors must be valid!
  1030.  *
  1031.  *===========================================================================*/
  1032. static boolean
  1033. MotionSufficient(currBlock, prev, next, by, bx, mode, fmy, fmx, bmy, bmx)
  1034.     LumBlock currBlock;
  1035.     MpegFrame *prev;
  1036.     MpegFrame *next;
  1037.     int by;
  1038.     int bx;
  1039.     int mode;
  1040.     int fmy;
  1041.     int fmx;
  1042.     int bmy;
  1043.     int bmx;
  1044. {
  1045.     LumBlock   motionBlock;
  1046.  
  1047.     if ( mode != MOTION_BACKWARD ) {
  1048.     /* check forward motion for bounds */
  1049.     if ( (by*DCTSIZE+(fmy-1)/2 < 0) || ((by+2)*DCTSIZE+(fmy+1)/2-1 >= Fsize_y) ) {
  1050.         return FALSE;
  1051.     }
  1052.     if ( (bx*DCTSIZE+(fmx-1)/2 < 0) || ((bx+2)*DCTSIZE+(fmx+1)/2-1 >= Fsize_x) ) {
  1053.         return FALSE;
  1054.     }
  1055.     }
  1056.  
  1057.     if ( mode != MOTION_FORWARD ) {
  1058.     /* check backward motion for bounds */
  1059.     if ( (by*DCTSIZE+(bmy-1)/2 < 0) || ((by+2)*DCTSIZE+(bmy+1)/2-1 >= Fsize_y) ) {
  1060.         return FALSE;
  1061.     }
  1062.     if ( (bx*DCTSIZE+(bmx-1)/2 < 0) || ((bx+2)*DCTSIZE+(bmx+1)/2-1 >= Fsize_x) ) {
  1063.         return FALSE;
  1064.     }
  1065.     }
  1066.  
  1067.     ComputeBMotionLumBlock(prev, next, by, bx, mode, fmy, fmx,
  1068.                bmy, bmx, motionBlock);
  1069.  
  1070.     return (LumBlockMAD(currBlock, motionBlock, 0x7fffffff) <= 512);
  1071. }
  1072.