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/ DP Tool Club 9 / CD_ASCQ_09_1193.iso / news / 4441 / mpegcode / src / pframe.c < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  1993-09-27  |  27KB  |  942 lines
  1. /*===========================================================================*
  2.  * pframe.c                                     *
  3.  *                                         *
  4.  *    Procedures concerned with generation of P-frames             *
  5.  *                                         *
  6.  * EXPORTED PROCEDURES:                                 *
  7.  *    GenPFrame                                 *
  8.  *    ResetPFrameStats                             *
  9.  *    ShowPFrameSummary                             *
  10.  *    EstimateSecondsPerPFrame                         *
  11.  *    ComputeHalfPixelData                             *
  12.  *    SetPQScale                                 *
  13.  *    GetPQScale                                 *
  14.  *                                                                           *
  15.  * NOTE:  when motion vectors are passed as arguments, they are passed as    *
  16.  *        twice their value.  In other words, a motion vector of (3,4) will  *
  17.  *        be passed as (6,8).  This allows half-pixel motion vectors to be   *
  18.  *        passed as integers.  This is true throughout the program.          *
  19.  *                                         *
  20.  *===========================================================================*/
  21.  
  22. /*
  23.  * Copyright (c) 1993 The Regents of the University of California.
  24.  * All rights reserved.
  25.  *
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  30.  *
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  35.  *
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  37.  * INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY
  38.  * AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  THE SOFTWARE PROVIDED HEREUNDER IS
  39.  * ON AN "AS IS" BASIS, AND THE UNIVERSITY OF CALIFORNIA HAS NO OBLIGATION TO
  40.  * PROVIDE MAINTENANCE, SUPPORT, UPDATES, ENHANCEMENTS, OR MODIFICATIONS.
  41.  */
  42.  
  43. /*  
  44.  *  $Header: /n/picasso/users/keving/encode/src/RCS/pframe.c,v 1.5 1993/07/22 22:23:43 keving Exp keving $
  45.  *  $Log: pframe.c,v $
  46.  * Revision 1.5  1993/07/22  22:23:43  keving
  47.  * nothing
  48.  *
  49.  * Revision 1.4  1993/06/30  20:06:09  keving
  50.  * nothing
  51.  *
  52.  * Revision 1.3  1993/06/03  21:08:08  keving
  53.  * nothing
  54.  *
  55.  * Revision 1.2  1993/03/02  23:03:42  keving
  56.  * nothing
  57.  *
  58.  * Revision 1.1  1993/02/19  19:14:12  keving
  59.  * nothing
  60.  *
  61.  */
  62.  
  63.  
  64. /*==============*
  65.  * HEADER FILES *
  66.  *==============*/
  67.  
  68. #include <sys/times.h>
  69. #include "all.h"
  70. #include "mtypes.h"
  71. #include "bitio.h"
  72. #include "frames.h"
  73. #include "prototypes.h"
  74. #include "param.h"
  75. #include "mheaders.h"
  76. #include "fsize.h"
  77. #include "postdct.h"
  78.  
  79.  
  80. /*==================*
  81.  * STATIC VARIABLES *
  82.  *==================*/
  83.  
  84. static int32    zeroDiff;
  85. static int numPIBlocks = 0;
  86. static int numPPBlocks = 0;
  87. static int numPSkipped = 0;
  88. static int numPIBits = 0;
  89. static int numPPBits = 0;
  90. static int numFrames = 0;
  91. static int numFrameBits = 0;
  92. static time_t totalTime = 0;
  93. static int qscaleP;
  94. static float    totalSNR = 0.0;
  95. static float    totalPSNR = 0.0;
  96.  
  97.  
  98. /*===============================*
  99.  * INTERNAL PROCEDURE prototypes *
  100.  *===============================*/
  101.  
  102. static boolean    ZeroMotionBetter _ANSI_ARGS_((LumBlock currentBlock,
  103.                           MpegFrame *prev, int by, int bx,
  104.                           int my, int mx));
  105. static boolean    DoIntraCode _ANSI_ARGS_((LumBlock currentBlock,
  106.                      MpegFrame *prev, int by, int bx,
  107.                      int motionY, int motionX));
  108. static boolean    ZeroMotionSufficient _ANSI_ARGS_((LumBlock currentBlock,
  109.                           MpegFrame *prev,
  110.                           int by, int bx));
  111.  
  112. #ifdef BLEAH
  113. static void    ComputeAndPrintPframeMAD _ANSI_ARGS_((LumBlock currentBlock,
  114.                               MpegFrame *prev,
  115.                               int by, int bx,
  116.                               int my, int mx,
  117.                               int numBlock));
  118. #endif
  119.  
  120. /*=====================*
  121.  * EXPORTED PROCEDURES *
  122.  *=====================*/
  123.  
  124. /*===========================================================================*
  125.  *
  126.  * GenPFrame
  127.  *
  128.  *    generate a P-frame from previous frame, adding the result to the
  129.  *    given bit bucket
  130.  *
  131.  * RETURNS:    frame appended to bb
  132.  *
  133.  * SIDE EFFECTS:    none
  134.  *
  135.  *===========================================================================*/
  136. void
  137. GenPFrame(bb, current, prev)
  138.     BitBucket *bb;
  139.     MpegFrame *current;
  140.     MpegFrame *prev;
  141. {
  142.     FlatBlock fba[6], fb[6];
  143.     Block    dec[6];
  144.     int32 y_dc_pred, cr_dc_pred, cb_dc_pred;
  145.     int x, y;
  146.     int    motionX = 0, motionY = 0;
  147.     int    oldMotionX = 0, oldMotionY = 0;
  148.     int    offsetX, offsetY;
  149.     int    tempX, tempY;
  150.     int    motionXrem, motionXquot;
  151.     int    motionYrem, motionYquot;
  152.     int    pattern;
  153.     int        mbAddrInc = 1;
  154.     boolean    useMotion;
  155.     int numIBlocks = 0;
  156.     int    numPBlocks = 0;
  157.     int    numSkipped = 0;
  158.     int    numIBits = 0;
  159.     int numPBits = 0;
  160.     int totalBits;
  161.     int    totalFrameBits;
  162.     time_t    startTime, endTime;
  163.     int numBlocks = -1;
  164.     int    lastBlockX, lastBlockY;
  165.     int    lastX, lastY;
  166.     int    fy, fx;
  167.     LumBlock currentBlock;
  168.     register int ix, iy;
  169.     int    frameBlocks;
  170.     int slicePos;
  171.     register int index;
  172.     float   snr[3], psnr[3];
  173.  
  174.     numFrames++;
  175.     totalFrameBits = bb->cumulativeBits;
  176.     time(&startTime);
  177.  
  178.     DBG_PRINT(("Generating pframe\n"));
  179.  
  180.     Mhead_GenPictureHeader(bb, P_FRAME, current->id, fCode);
  181.  
  182.     DBG_PRINT(("Slice Header\n"));
  183.     Mhead_GenSliceHeader(bb, 1, qscaleP, NULL, 0);
  184.  
  185.     if ( referenceFrame == DECODED_FRAME ) {
  186.     Frame_AllocDecoded(current, TRUE);
  187.     } else if ( printSNR ) {
  188.     Frame_AllocDecoded(current, FALSE);
  189.     }
  190.  
  191.     /* don't do dct on blocks yet */
  192.     Frame_AllocBlocks(current);
  193.     BlockifyFrame(current);
  194.  
  195.     /* for I-blocks */
  196.     y_dc_pred = cr_dc_pred = cb_dc_pred = 128;
  197.  
  198.     totalBits = bb->cumulativeBits;
  199.  
  200.     if ( (! pixelFullSearch) && (! prev->halfComputed) ) {
  201.     ComputeHalfPixelData(prev);
  202.     }
  203.  
  204.     lastBlockX = Fsize_x/8;
  205.     lastBlockY = Fsize_y/8;
  206.     lastX = lastBlockX-2;
  207.     lastY = lastBlockY-2;
  208.     frameBlocks = 0;
  209.  
  210.     for (y = 0; y < lastBlockY; y += 2) {
  211.     for (x = 0; x < lastBlockX; x += 2) {
  212.         slicePos = (frameBlocks % blocksPerSlice);
  213.  
  214.         if ( (slicePos == 0) && (frameBlocks != 0) ) {
  215.         Mhead_GenSliceEnder(bb);
  216.         Mhead_GenSliceHeader(bb, 1+(y/2), qscaleP, NULL, 0);
  217.  
  218.         /* reset everything */
  219.         oldMotionX = 0;        oldMotionY = 0;
  220.         y_dc_pred = cr_dc_pred = cb_dc_pred = 128;
  221.  
  222.         mbAddrInc = 1+(x/2);
  223.         }
  224.  
  225.         numBlocks++;
  226.         frameBlocks++;
  227.  
  228.         /* compute currentBlock */
  229.         BLOCK_TO_FRAME_COORD(y, x, fy, fx);
  230.         for ( iy = 0; iy < 16; iy++ ) {
  231.         for ( ix = 0; ix < 16; ix++ ) {
  232.             currentBlock[iy][ix] = (int16)current->orig_y[fy+iy][fx+ix];
  233.         }
  234.         }
  235.  
  236.         /* see if we should use motion vectors, and if so, what those
  237.          * vectors should be
  238.          */
  239.         if ( ZeroMotionSufficient(currentBlock, prev, y, x) ) {
  240.         motionX = 0;
  241.         motionY = 0;
  242.         pattern = 63;
  243.         useMotion = TRUE;
  244.         } else {
  245.         useMotion = PMotionSearch(currentBlock, prev, y, x,
  246.                       &motionY, &motionX);
  247.  
  248.         pattern = 63;
  249.  
  250.         if ( useMotion ) {
  251.             if ( ZeroMotionBetter(currentBlock, prev, y, x, motionY,
  252.                       motionX) ) {
  253.             motionX = 0;
  254.             motionY = 0;
  255.             pattern = 63;
  256.             }
  257.  
  258.             useMotion = (! DoIntraCode(currentBlock, prev, y, x,
  259.                            motionY, motionX));
  260.         }
  261.         }
  262.  
  263.         if ( ! useMotion ) {
  264.         /* output I-block inside a P-frame */
  265.         numIBlocks++;
  266.  
  267.         /* calculate forward dct's */
  268.         mp_fwd_dct_block(current->y_blocks[y][x]);
  269.         mp_fwd_dct_block(current->y_blocks[y][x+1]);
  270.         mp_fwd_dct_block(current->y_blocks[y+1][x]);
  271.         mp_fwd_dct_block(current->y_blocks[y+1][x+1]);
  272.         mp_fwd_dct_block(current->cb_blocks[y >> 1][x >> 1]);
  273.         mp_fwd_dct_block(current->cr_blocks[y >> 1][x >> 1]);
  274.  
  275.         GEN_I_BLOCK(P_FRAME, current, bb, mbAddrInc, qscaleP);
  276.         mbAddrInc = 1;
  277.  
  278.         numIBits += (bb->cumulativeBits-totalBits);
  279.         totalBits = bb->cumulativeBits;
  280.  
  281.         /* reset because intra-coded */
  282.         oldMotionX = 0;        oldMotionY = 0;
  283.  
  284.         if ( decodeRefFrames ) {
  285.             /* need to decode block we just encoded */
  286.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[0], dec[0], qscaleP, TRUE);
  287.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[1], dec[1], qscaleP, TRUE);
  288.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[2], dec[2], qscaleP, TRUE);
  289.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[3], dec[3], qscaleP, TRUE);
  290.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[4], dec[4], qscaleP, TRUE);
  291.             Mpost_UnQuantZigBlock(fb[5], dec[5], qscaleP, TRUE);
  292.  
  293.             /* now, reverse the DCT transform */
  294.             for ( index = 0; index < 6; index++ ) {
  295.             j_rev_dct((int16 *)dec[index]);
  296.             }
  297.  
  298.             /* now, unblockify */
  299.             BlockToData(current->decoded_y, dec[0], y, x);
  300.             BlockToData(current->decoded_y, dec[1], y, x+1);
  301.             BlockToData(current->decoded_y, dec[2], y+1, x);
  302.             BlockToData(current->decoded_y, dec[3], y+1, x+1);
  303.             BlockToData(current->decoded_cb, dec[4], y>>1, x>>1);
  304.             BlockToData(current->decoded_cr, dec[5], y>>1, x>>1);
  305.         }
  306.         } else {
  307.         /* USE MOTION VECTORS */
  308.         numPBlocks++;
  309.  
  310.         /* reset because non-intra-coded */
  311.         y_dc_pred = cr_dc_pred = cb_dc_pred = 128;
  312.  
  313. #ifdef BLEAH
  314.     ComputeAndPrintPframeMAD(currentBlock, prev, y, x, motionY, motionX, numBlocks);
  315. #endif
  316.  
  317.         ComputeDiffDCTs(current, prev, y, x, motionY, motionX,
  318.                 pattern);
  319.  
  320.         if ( pixelFullSearch ) {    /* should be even */
  321.             motionY /= 2;
  322.             motionX /= 2;
  323.         }
  324.  
  325.         /* transform the motion vector into the appropriate values */
  326.         offsetX = motionX - oldMotionX;
  327.         offsetY = motionY - oldMotionY;
  328.  
  329.         ENCODE_MOTION_VECTOR(offsetX, offsetY, motionXquot,
  330.                      motionYquot, motionXrem, motionYrem,
  331.                      FORW_F);
  332.  
  333. #ifdef BLEAH
  334.     if ( (motionX != 0) || (motionY != 0) ) {
  335.     fprintf(stdout, "FRAME (y, x)  %d, %d (block %d)\n", y, x, numBlocks);
  336.     fprintf(stdout, "motionX = %d, motionY = %d\n", motionX, motionY);
  337.     fprintf(stdout, "    mxq, mxr = %d, %d    myq, myr = %d, %d\n",
  338.         motionXquot, motionXrem, motionYquot, motionYrem);
  339. }
  340. #endif
  341.  
  342.         oldMotionX = motionX;
  343.         oldMotionY = motionY;
  344.  
  345.         if ( pixelFullSearch ) {/* reset for use with PMotionSearch */
  346.             motionY *= 2;
  347.             motionX *= 2;
  348.         }
  349.  
  350.         /* create flat blocks and update pattern if necessary */
  351.     if ( (pattern & 0x20) && 
  352.          (! Mpost_QuantZigBlock(current->y_blocks[y][x], fba[0],
  353.                    qscaleP, FALSE)) ) {
  354.         pattern ^= 0x20;
  355.     }
  356.     if ( (pattern & 0x10) && 
  357.          (! Mpost_QuantZigBlock(current->y_blocks[y][x+1], fba[1],
  358.                    qscaleP, FALSE)) ) {
  359.         pattern ^= 0x10;
  360.     }
  361.     if ( (pattern & 0x8) && 
  362.          (! Mpost_QuantZigBlock(current->y_blocks[y+1][x], fba[2],
  363.                    qscaleP, FALSE)) ) {
  364.         pattern ^= 0x8;
  365.     }
  366.     if ( (pattern & 0x4) && 
  367.          (! Mpost_QuantZigBlock(current->y_blocks[y+1][x+1], fba[3],
  368.                    qscaleP, FALSE)) ) {
  369.         pattern ^= 0x4;
  370.     }
  371.     if ( (pattern & 0x2) && 
  372.          (! Mpost_QuantZigBlock(current->cb_blocks[y >> 1][x >> 1], fba[4],
  373.                    qscaleP, FALSE)) ) {
  374.         pattern ^= 0x2;
  375.     }
  376.     if ( (pattern & 0x1) && 
  377.          (! Mpost_QuantZigBlock(current->cr_blocks[y >> 1][x >> 1], fba[5],
  378.                    qscaleP, FALSE)) ) {
  379.         pattern ^= 0x1;
  380.     }
  381.  
  382.     if ( decodeRefFrames ) {
  383.         if ( pattern & 0x20 ) {
  384.         Mpost_UnQuantZigBlock(fba[0], dec[0], qscaleP, FALSE);
  385.         } else {
  386.         bzero((char *)dec[0], sizeof(Block));
  387.         }
  388.         if ( pattern & 0x10 ) {
  389.         Mpost_UnQuantZigBlock(fba[1], dec[1], qscaleP, FALSE);
  390.         } else {
  391.         bzero((char *)dec[1], sizeof(Block));
  392.         }
  393.         if ( pattern & 0x8 ) {
  394.         Mpost_UnQuantZigBlock(fba[2], dec[2], qscaleP, FALSE);
  395.         } else {
  396.         bzero((char *)dec[2], sizeof(Block));
  397.         }
  398.         if ( pattern & 0x4 ) {
  399.         Mpost_UnQuantZigBlock(fba[3], dec[3], qscaleP, FALSE);
  400.         } else {
  401.         bzero((char *)dec[3], sizeof(Block));
  402.         }
  403.         if ( pattern & 0x2 ) {
  404.         Mpost_UnQuantZigBlock(fba[4], dec[4], qscaleP, FALSE);
  405.         } else {
  406.         bzero((char *)dec[4], sizeof(Block));
  407.         }
  408.         if ( pattern & 0x1 ) {
  409.         Mpost_UnQuantZigBlock(fba[5], dec[5], qscaleP, FALSE);
  410.         } else {
  411.         bzero((char *)dec[5], sizeof(Block));
  412.         }
  413.  
  414.         /* now, reverse the DCT transform */
  415.         for ( index = 0; index < 6; index++ ) {
  416.         if ( GET_ITH_BIT(pattern, 5-index) ) {
  417.             j_rev_dct((int16 *)dec[index]);
  418.         }
  419.         }
  420.  
  421.         /* now add the motion block */
  422.         AddMotionBlock(dec[0], prev->decoded_y, y, x, motionY, motionX);
  423.         AddMotionBlock(dec[1], prev->decoded_y, y, x+1, motionY, motionX);
  424.         AddMotionBlock(dec[2], prev->decoded_y, y+1, x, motionY, motionX);
  425.         AddMotionBlock(dec[3], prev->decoded_y, y+1, x+1, motionY, motionX);
  426.         AddMotionBlock(dec[4], prev->decoded_cb, y>>1, x>>1, motionY/2, motionX/2);
  427.         AddMotionBlock(dec[5], prev->decoded_cr, y>>1, x>>1, motionY/2, motionX/2);
  428.  
  429.         /* now, unblockify */
  430.         BlockToData(current->decoded_y, dec[0], y, x);
  431.         BlockToData(current->decoded_y, dec[1], y, x+1);
  432.         BlockToData(current->decoded_y, dec[2], y+1, x);
  433.         BlockToData(current->decoded_y, dec[3], y+1, x+1);
  434.         BlockToData(current->decoded_cb, dec[4], y>>1, x>>1);
  435.         BlockToData(current->decoded_cr, dec[5], y>>1, x>>1);
  436.     }
  437.  
  438.         if ( (motionX == 0) && (motionY == 0) ) {
  439.             if ( pattern == 0 ) {
  440.             /* don't skip if last frame of slice */
  441.             if ( ((y < lastY) || (x < lastX)) &&
  442.                  (slicePos+1 != blocksPerSlice) ) {
  443.                 mbAddrInc++;    /* skipped macroblock */
  444.                 numSkipped++;
  445.                 numPBlocks--;
  446.             } else {    /* last macroblock */
  447.         Mhead_GenMBHeader(bb, 2 /* pict_code_type */, mbAddrInc /* addr_incr */,
  448.               0 /* mb_quant */, 0 /* q_scale */,
  449.               fCode /* forw_f_code */, 1 /* back_f_code */,
  450.               0 /* horiz_forw_r */, 0 /* vert_forw_r */,
  451.               0 /* horiz_back_r */, 0 /* vert_back_r */,
  452.               0 /* motion_forw */, 0 /* m_horiz_forw */,
  453.               0 /* m_vert_forw */, 0 /* motion_back */,
  454.               0 /* m_horiz_back */, 0 /* m_vert_back */,
  455.               1 /* mb_pattern */, 0 /* mb_intra */);
  456.             mbAddrInc = 1;
  457.  
  458.                 Bitio_Write(bb, 0x2, 2); /* first coeff */
  459.                 Bitio_Write(bb, 0x2, 2); /* end of block */
  460.             }
  461.             } else {
  462.             DBG_PRINT(("MB Header(%d,%d)\n", x, y));
  463.         Mhead_GenMBHeader(bb, 2 /* pict_code_type */, mbAddrInc /* addr_incr */,
  464.               0 /* mb_quant */, 0 /* q_scale */,
  465.               fCode /* forw_f_code */, 1 /* back_f_code */,
  466.               0 /* horiz_forw_r */, 0 /* vert_forw_r */,
  467.               0 /* horiz_back_r */, 0 /* vert_back_r */,
  468.               0 /* motion_forw */, 0 /* m_horiz_forw */,
  469.               0 /* m_vert_forw */, 0 /* motion_back */,
  470.               0 /* m_horiz_back */, 0 /* m_vert_back */,
  471.               pattern /* mb_pattern */, 0 /* mb_intra */);
  472.             mbAddrInc = 1;
  473.             }
  474.         } else {
  475.         DBG_PRINT(("MB Header(%d,%d)\n", x, y));
  476.         Mhead_GenMBHeader(bb, 2 /* pict_code_type */, mbAddrInc /* addr_incr */,
  477.               0 /* mb_quant */, 0 /* q_scale */,
  478.               fCode /* forw_f_code */, 1 /* back_f_code */,
  479.               motionXrem /* horiz_forw_r */, motionYrem /* vert_forw_r */,
  480.               0 /* horiz_back_r */, 0 /* vert_back_r */,
  481.               1 /* motion_forw */, motionXquot /* m_horiz_forw */,
  482.               motionYquot /* m_vert_forw */, 0 /* motion_back */,
  483.               0 /* m_horiz_back */, 0 /* m_vert_back */,
  484.               pattern /* mb_pattern */, 0 /* mb_intra */);
  485.             mbAddrInc = 1;
  486.         }
  487.  
  488.         /* now output the difference */
  489.         for ( tempX = 0; tempX < 6; tempX++ ) {
  490.             if ( GET_ITH_BIT(pattern, 5-tempX) ) {
  491.             Mpost_RLEHuffPBlock(fba[tempX], bb);
  492.             }
  493.         }
  494.  
  495.         numPBits += (bb->cumulativeBits-totalBits);
  496.         totalBits = bb->cumulativeBits;
  497.         }
  498.     }
  499.     }
  500.  
  501.     if ( printSNR ) {
  502.         ComputeSNR(current->orig_y, current->decoded_y, Fsize_y, Fsize_x,
  503.            &snr[0], &psnr[0]);
  504.         ComputeSNR(current->orig_cb, current->decoded_cb, Fsize_y/2, Fsize_x/2,
  505.            &snr[1], &psnr[1]);
  506.         ComputeSNR(current->orig_cr, current->decoded_cr, Fsize_y/2, Fsize_x/2,
  507.            &snr[2], &psnr[2]);
  508.  
  509.     totalSNR += snr[0];
  510.     totalPSNR += psnr[0];
  511.     }
  512.  
  513.     Mhead_GenSliceEnder(bb);
  514.  
  515.     /* UPDATE STATISTICS */
  516.     time(&endTime);
  517.     totalTime += (endTime-startTime);
  518.  
  519.     if ( (! childProcess) && frameSummary ) {
  520.     fprintf(stdout, "FRAME %d (P):  I BLOCKS:  %d;  P BLOCKS:  %d   SKIPPED:  %d  (%ld seconds)\n",
  521.         current->id, numIBlocks, numPBlocks, numSkipped, (long)(totalTime));
  522.     if ( printSNR ) {
  523.         fprintf(stdout, "FRAME %d:  SNR:  %.1f\t%.1f\t%.1f\tPSNR:  %.1f\t%.1f\t%.1f\n",
  524.             current->id, snr[0], snr[1], snr[2],
  525.             psnr[0], psnr[1], psnr[2]);
  526.     }
  527.     }
  528.  
  529.     numFrameBits += (bb->cumulativeBits-totalFrameBits);
  530.     numPIBlocks += numIBlocks;
  531.     numPPBlocks += numPBlocks;
  532.     numPSkipped += numSkipped;
  533.     numPIBits += numIBits;
  534.     numPPBits += numPBits;
  535.  
  536. #ifdef BLEAH
  537. if ( decodeRefFrames ) {
  538.     FILE    *fpointer;
  539.     char    fileName[256];
  540.     int    width, height;
  541.  
  542.     /* output the decoded frame */
  543.  
  544.     width = Fsize_x;
  545.     height = Fsize_y;
  546.  
  547.     sprintf(fileName, "/tmp/decoded%d.yuv", current->id);
  548.     fprintf(stdout, "outputting to %s\n", fileName);
  549.  
  550.     fpointer = fopen(fileName, "wb");
  551.  
  552.     for ( y = 0; y < height; y++ ) {
  553.         fwrite(current->decoded_y[y], 1, width, fpointer);
  554.     }
  555.  
  556.     for (y = 0; y < height / 2; y++) {            /* U */
  557.         fwrite(current->decoded_cb[y], 1, width / 2, fpointer);
  558.     }
  559.  
  560.     for (y = 0; y < height / 2; y++) {            /* V */
  561.         fwrite(current->decoded_cr[y], 1, width / 2, fpointer);
  562.     }
  563.  
  564.     fclose(fpointer);
  565. }
  566. #endif
  567.  
  568. }
  569.  
  570.  
  571. /*===========================================================================*
  572.  *
  573.  * ResetPFrameStats
  574.  *
  575.  *    reset the P-frame statistics
  576.  *
  577.  * RETURNS:    nothing
  578.  *
  579.  * SIDE EFFECTS:    none
  580.  *
  581.  *===========================================================================*/
  582. void
  583. ResetPFrameStats()
  584. {
  585.     numPIBlocks = 0;
  586.     numPPBlocks = 0;
  587.     numPSkipped = 0;
  588.     numPIBits = 0;
  589.     numPPBits = 0;
  590.     numFrames = 0;
  591.     numFrameBits = 0;
  592.     totalTime = 0;
  593. }
  594.  
  595.  
  596. /*===========================================================================*
  597.  *
  598.  * SetPQScale
  599.  *
  600.  *    set the P-frame Q-scale
  601.  *
  602.  * RETURNS:    nothing
  603.  *
  604.  * SIDE EFFECTS:    qscaleP
  605.  *
  606.  *===========================================================================*/
  607. void
  608. SetPQScale(qP)
  609.     int qP;
  610. {
  611.     qscaleP = qP;
  612. }
  613.  
  614.  
  615. /*===========================================================================*
  616.  *
  617.  * GetPQScale
  618.  *
  619.  *    return the P-frame Q-scale
  620.  *
  621.  * RETURNS:    the P-frame Q-scale
  622.  *
  623.  * SIDE EFFECTS:    none
  624.  *
  625.  *===========================================================================*/
  626. int
  627. GetPQScale()
  628. {
  629.     return qscaleP;
  630. }
  631.  
  632.  
  633. /*===========================================================================*
  634.  *
  635.  * ShowPFrameSummary
  636.  *
  637.  *    print a summary of information on encoding P-frames
  638.  *
  639.  * RETURNS:    nothing
  640.  *
  641.  * SIDE EFFECTS:    none
  642.  *
  643.  *===========================================================================*/
  644. void
  645. ShowPFrameSummary(inputFrameBits, totalBits, fpointer)
  646.     int inputFrameBits;
  647.     int32 totalBits;
  648.     FILE *fpointer;
  649. {
  650.     if ( numFrames == 0 ) {
  651.     return;
  652.     }
  653.  
  654.     fprintf(fpointer, "-------------------------\n");
  655.     fprintf(fpointer, "*****P FRAME SUMMARY*****\n");
  656.     fprintf(fpointer, "-------------------------\n");
  657.  
  658.     if ( numPIBlocks != 0 ) {
  659.     fprintf(fpointer, "  I Blocks:  %5d     (%6d bits)     (%5d bpb)\n",
  660.         numPIBlocks, numPIBits, numPIBits/numPIBlocks);
  661.     } else {
  662.     fprintf(fpointer, "  I Blocks:  %5d\n", 0);
  663.     }
  664.  
  665.     if ( numPPBlocks != 0 ) {
  666.     fprintf(fpointer, "  P Blocks:  %5d     (%6d bits)     (%5d bpb)\n",
  667.         numPPBlocks, numPPBits, numPPBits/numPPBlocks);
  668.     } else {
  669.     fprintf(fpointer, "  P Blocks:  %5d\n", 0);
  670.     }
  671.  
  672.     fprintf(fpointer, "  Skipped:   %5d\n", numPSkipped);
  673.  
  674.     fprintf(fpointer, "  Frames:    %5d     (%6d bits)     (%5d bpf)     (%2.1f%% of total)\n",
  675.         numFrames, numFrameBits, numFrameBits/numFrames,
  676.         100.0*(float)numFrameBits/(float)totalBits);
  677.     fprintf(fpointer, "  Compression:  %3d:1\n",
  678.         numFrames*inputFrameBits/numFrameBits);
  679.     if ( printSNR )
  680.     fprintf(fpointer, "  Avg Y SNR/PSNR:  %.1f     %.1f\n",
  681.         totalSNR/(float)numFrames, totalPSNR/(float)numFrames);
  682.     fprintf(fpointer, "  Seconds:  %9ld     (%9ld spf)     (%9ld bps)\n",
  683.         (long)(totalTime), (long)(totalTime/(numFrames)),
  684.         (long)((float)numFrames*(float)inputFrameBits/(float)totalTime));
  685. }
  686.  
  687.  
  688. /*===========================================================================*
  689.  *
  690.  * EstimateSecondsPerPFrame
  691.  *
  692.  *    compute an estimate of the number of seconds required per P-frame
  693.  *
  694.  * RETURNS:    the estimate, in seconds
  695.  *
  696.  * SIDE EFFECTS:    none
  697.  *
  698.  *===========================================================================*/
  699. float
  700. EstimateSecondsPerPFrame()
  701. {
  702.     if ( numFrames == 0 ) {
  703.     return 10.0;
  704.     } else {
  705.     return (float)totalTime/((float)numFrames);
  706.     }
  707. }
  708.  
  709.  
  710. /*===========================================================================*
  711.  *
  712.  * ComputeHalfPixelData
  713.  *
  714.  *    compute all half-pixel data required for half-pixel motion vector
  715.  *    search (luminance only)
  716.  *
  717.  * RETURNS:    frame->halfX, ->halfY, and ->halfBoth modified
  718.  *
  719.  * SIDE EFFECTS:    none
  720.  *
  721.  *===========================================================================*/
  722. void
  723. ComputeHalfPixelData(frame)
  724.     MpegFrame *frame;
  725. {
  726.     register int x, y;
  727.  
  728.     /* we add 1 before dividing by 2 because .5 is supposed to be rounded up
  729.      * (see MPEG-1, page D-31)
  730.      */
  731.  
  732.     if ( frame->halfX == NULL ) {        /* need to allocate memory */
  733.         Frame_AllocHalf(frame);
  734.     }
  735.  
  736.     /* compute halfX */
  737.     for ( y = 0; y < Fsize_y; y++ ) {
  738.     for ( x = 0; x < Fsize_x-1; x++ ) {
  739.         frame->halfX[y][x] = (frame->ref_y[y][x]+
  740.                   frame->ref_y[y][x+1]+1)/2;
  741.     }
  742.     }
  743.  
  744.     /* compute halfY */
  745.     for ( y = 0; y < Fsize_y-1; y++ ) {
  746.     for ( x = 0; x < Fsize_x; x++ ) {
  747.         frame->halfY[y][x] = (frame->ref_y[y][x]+
  748.                   frame->ref_y[y+1][x]+1)/2;
  749.     }
  750.     }
  751.  
  752.     /* compute halfBoth */
  753.     for ( y = 0; y < Fsize_y-1; y++ ) {
  754.     for ( x = 0; x < Fsize_x-1; x++ ) {
  755.         frame->halfBoth[y][x] = (frame->ref_y[y][x]+
  756.                      frame->ref_y[y][x+1]+
  757.                      frame->ref_y[y+1][x]+
  758.                      frame->ref_y[y+1][x+1]+2)/4;
  759.     }
  760.     }
  761.  
  762.     frame->halfComputed = TRUE;
  763. }
  764.  
  765.  
  766. /*=====================*
  767.  * INTERNAL PROCEDURES *
  768.  *=====================*/
  769.  
  770. /*===========================================================================*
  771.  *
  772.  *                  USER-MODIFIABLE
  773.  *
  774.  * ZeroMotionBetter
  775.  *
  776.  *    decide if (0,0) motion is better than the given motion vector
  777.  *
  778.  * RETURNS:    TRUE if (0,0) is better, FALSE if (my,mx) is better
  779.  *
  780.  * SIDE EFFECTS:    none
  781.  *
  782.  * PRECONDITIONS:    The relevant block in 'current' is valid (it has not
  783.  *            been dct'd).  'zeroDiff' has already been computed
  784.  *            as the LumMotionError() with (0,0) motion
  785.  *
  786.  * NOTES:    This procedure follows the algorithm described on
  787.  *        page D-48 of the MPEG-1 specification
  788.  *
  789.  *===========================================================================*/
  790. static boolean
  791. ZeroMotionBetter(currentBlock, prev, by, bx, my, mx)
  792.     LumBlock currentBlock;
  793.     MpegFrame *prev;
  794.     int by;
  795.     int bx;
  796.     int my;
  797.     int mx;
  798. {
  799.     int    bestDiff;
  800.  
  801.     bestDiff = LumMotionError(currentBlock, prev, by, bx, my, mx, 0x7fffffff);
  802.  
  803.     if ( zeroDiff < 256*3 ) {
  804.     if ( 2*bestDiff >= zeroDiff ) {
  805.         return TRUE;
  806.     }
  807.     } else {
  808.     if ( 11*bestDiff >= 10*zeroDiff ) {
  809.         return TRUE;
  810.     }
  811.     }
  812.  
  813.     return FALSE;
  814. }
  815.  
  816.  
  817. /*===========================================================================*
  818.  *
  819.  *                  USER-MODIFIABLE
  820.  *
  821.  * DoIntraCode
  822.  *
  823.  *    decide if intra coding is necessary
  824.  *
  825.  * RETURNS:    TRUE if intra-block coding is better; FALSE if not
  826.  *
  827.  * SIDE EFFECTS:    none
  828.  *
  829.  * PRECONDITIONS:    The relevant block in 'current' is valid (it has not
  830.  *            been dct'd).
  831.  *
  832.  * NOTES:    This procedure follows the algorithm described on
  833.  *        page D-49 of the MPEG-1 specification
  834.  *
  835.  *===========================================================================*/
  836. static boolean
  837. DoIntraCode(currentBlock, prev, by, bx, motionY, motionX)
  838.     LumBlock currentBlock;
  839.     MpegFrame *prev;
  840.     int by;
  841.     int bx;
  842.     int motionY;
  843.     int motionX;
  844. {
  845.     int        x, y;
  846.     int32 sum = 0, vard = 0, varc = 0, dif;
  847.     int32 currPixel, prevPixel;
  848.     LumBlock    motionBlock;
  849.     int        fy, fx;
  850.  
  851.     ComputeMotionLumBlock(prev, by, bx, motionY, motionX, motionBlock);
  852.  
  853.     MOTION_TO_FRAME_COORD(by, bx, 0, 0, fy, fx);
  854.  
  855.     for ( y = 0; y < 16; y++ ) {
  856.     for ( x = 0; x < 16; x++ ) {
  857.         currPixel = currentBlock[y][x];
  858.         prevPixel = motionBlock[y][x];
  859.  
  860.         sum += currPixel;
  861.         varc += currPixel*currPixel;
  862.  
  863.         dif = currPixel - prevPixel;
  864.         vard += dif*dif;
  865.     }
  866.     }
  867.  
  868.     vard /= 256;    /* assumes mean is close to zero */
  869.     varc = varc/256 - (sum/256)*(sum/256);
  870.  
  871.     if ( vard <= 64 ) {
  872.     return FALSE;
  873.     } else if ( vard < varc ) {
  874.     return FALSE;
  875.     } else {
  876.     return TRUE;
  877.     }
  878. }
  879.  
  880.  
  881. /*===========================================================================*
  882.  *
  883.  *                  USER-MODIFIABLE
  884.  *
  885.  * ZeroMotionSufficient
  886.  *
  887.  *    decide if zero motion is sufficient without DCT correction
  888.  *
  889.  * RETURNS:    TRUE no DCT required; FALSE otherwise
  890.  *
  891.  * SIDE EFFECTS:    none
  892.  *
  893.  * PRECONDITIONS:    The relevant block in 'current' is raw YCC data
  894.  *
  895.  *===========================================================================*/
  896. static boolean
  897. ZeroMotionSufficient(currentBlock, prev, by, bx)
  898.     LumBlock currentBlock;
  899.     MpegFrame *prev;
  900.     int by;
  901.     int bx;
  902. {
  903.     LumBlock    motionBlock;
  904.     register int    fy, fx;
  905.     register int    x, y;
  906.  
  907.     fy = by*DCTSIZE;
  908.     fx = bx*DCTSIZE;
  909.     for ( y = 0; y < 16; y++ ) {
  910.     for ( x = 0; x < 16; x++ ) {
  911.         motionBlock[y][x] = prev->ref_y[fy+y][fx+x];
  912.     }
  913.     }
  914.  
  915.     zeroDiff = LumBlockMAD(currentBlock, motionBlock, 0x7fffffff);
  916.  
  917.     return (zeroDiff <= 256);
  918. }
  919.                  
  920.  
  921. #ifdef UNUSED_PROCEDURES
  922. static void
  923. ComputeAndPrintPframeMAD(currentBlock, prev, by, bx, my, mbx, numBlock)
  924.     LumBlock currentBlock;
  925.     MpegFrame *prev;
  926.     int by;
  927.     int bx;
  928.     int my;
  929.     int mx;
  930.     int numBlock;
  931. {
  932.     LumBlock    lumMotionBlock;
  933.     int32   mad;
  934.  
  935.     ComputeMotionLumBlock(prev, by, bx, my, mx, lumMotionBlock);
  936.  
  937.     mad = LumBlockMAD(currentBlock, lumMotionBlock, 0x7fffffff);
  938.  
  939.     fprintf(stdout, "%d %d\n", numBlock, mad);
  940. }
  941. #endif
  942.