Use forced key frames when encoding with libxvid.
[ffmpeg.git] / libavcodec / h264_mvpred.h
1 /*
2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... motion vector predicion
3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 motion vector predicion.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #ifndef AVCODEC_H264_MVPRED_H
29 #define AVCODEC_H264_MVPRED_H
30
31 #include "internal.h"
32 #include "avcodec.h"
33 #include "h264.h"
34
35 //#undef NDEBUG
36 #include <assert.h>
37
38 static inline int fetch_diagonal_mv(H264Context *h, const int16_t **C, int i, int list, int part_width){
39     const int topright_ref= h->ref_cache[list][ i - 8 + part_width ];
40     MpegEncContext *s = &h->s;
41
42     /* there is no consistent mapping of mvs to neighboring locations that will
43      * make mbaff happy, so we can't move all this logic to fill_caches */
44     if(FRAME_MBAFF){
45
46 #define SET_DIAG_MV(MV_OP, REF_OP, XY, Y4)\
47                 const int xy = XY, y4 = Y4;\
48                 const int mb_type = mb_types[xy+(y4>>2)*s->mb_stride];\
49                 if(!USES_LIST(mb_type,list))\
50                     return LIST_NOT_USED;\
51                 mv = s->current_picture_ptr->motion_val[list][h->mb2b_xy[xy]+3 + y4*h->b_stride];\
52                 h->mv_cache[list][scan8[0]-2][0] = mv[0];\
53                 h->mv_cache[list][scan8[0]-2][1] = mv[1] MV_OP;\
54                 return s->current_picture_ptr->ref_index[list][4*xy+1 + (y4&~1)] REF_OP;
55
56         if(topright_ref == PART_NOT_AVAILABLE
57            && i >= scan8[0]+8 && (i&7)==4
58            && h->ref_cache[list][scan8[0]-1] != PART_NOT_AVAILABLE){
59             const uint32_t *mb_types = s->current_picture_ptr->mb_type;
60             const int16_t *mv;
61             AV_ZERO32(h->mv_cache[list][scan8[0]-2]);
62             *C = h->mv_cache[list][scan8[0]-2];
63
64             if(!MB_FIELD
65                && IS_INTERLACED(h->left_type[0])){
66                 SET_DIAG_MV(*2, >>1, h->left_mb_xy[0]+s->mb_stride, (s->mb_y&1)*2+(i>>5));
67                 assert(h->left_mb_xy[0] == h->left_mb_xy[1]);
68             }
69             if(MB_FIELD
70                && !IS_INTERLACED(h->left_type[0])){
71                 // left shift will turn LIST_NOT_USED into PART_NOT_AVAILABLE, but that's OK.
72                 SET_DIAG_MV(/2, <<1, h->left_mb_xy[i>=36], ((i>>2))&3);
73             }
74         }
75 #undef SET_DIAG_MV
76     }
77
78     if(topright_ref != PART_NOT_AVAILABLE){
79         *C= h->mv_cache[list][ i - 8 + part_width ];
80         return topright_ref;
81     }else{
82         tprintf(s->avctx, "topright MV not available\n");
83
84         *C= h->mv_cache[list][ i - 8 - 1 ];
85         return h->ref_cache[list][ i - 8 - 1 ];
86     }
87 }
88
89 /**
90  * gets the predicted MV.
91  * @param n the block index
92  * @param part_width the width of the partition (4, 8,16) -> (1, 2, 4)
93  * @param mx the x component of the predicted motion vector
94  * @param my the y component of the predicted motion vector
95  */
96 static inline void pred_motion(H264Context * const h, int n, int part_width, int list, int ref, int * const mx, int * const my){
97     const int index8= scan8[n];
98     const int top_ref=      h->ref_cache[list][ index8 - 8 ];
99     const int left_ref=     h->ref_cache[list][ index8 - 1 ];
100     const int16_t * const A= h->mv_cache[list][ index8 - 1 ];
101     const int16_t * const B= h->mv_cache[list][ index8 - 8 ];
102     const int16_t * C;
103     int diagonal_ref, match_count;
104
105     assert(part_width==1 || part_width==2 || part_width==4);
106
107 /* mv_cache
108   B . . A T T T T
109   U . . L . . , .
110   U . . L . . . .
111   U . . L . . , .
112   . . . L . . . .
113 */
114
115     diagonal_ref= fetch_diagonal_mv(h, &C, index8, list, part_width);
116     match_count= (diagonal_ref==ref) + (top_ref==ref) + (left_ref==ref);
117     tprintf(h->s.avctx, "pred_motion match_count=%d\n", match_count);
118     if(match_count > 1){ //most common
119         *mx= mid_pred(A[0], B[0], C[0]);
120         *my= mid_pred(A[1], B[1], C[1]);
121     }else if(match_count==1){
122         if(left_ref==ref){
123             *mx= A[0];
124             *my= A[1];
125         }else if(top_ref==ref){
126             *mx= B[0];
127             *my= B[1];
128         }else{
129             *mx= C[0];
130             *my= C[1];
131         }
132     }else{
133         if(top_ref == PART_NOT_AVAILABLE && diagonal_ref == PART_NOT_AVAILABLE && left_ref != PART_NOT_AVAILABLE){
134             *mx= A[0];
135             *my= A[1];
136         }else{
137             *mx= mid_pred(A[0], B[0], C[0]);
138             *my= mid_pred(A[1], B[1], C[1]);
139         }
140     }
141
142     tprintf(h->s.avctx, "pred_motion (%2d %2d %2d) (%2d %2d %2d) (%2d %2d %2d) -> (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n", top_ref, B[0], B[1],                    diagonal_ref, C[0], C[1], left_ref, A[0], A[1], ref, *mx, *my, h->s.mb_x, h->s.mb_y, n, list);
143 }
144
145 /**
146  * gets the directionally predicted 16x8 MV.
147  * @param n the block index
148  * @param mx the x component of the predicted motion vector
149  * @param my the y component of the predicted motion vector
150  */
151 static inline void pred_16x8_motion(H264Context * const h, int n, int list, int ref, int * const mx, int * const my){
152     if(n==0){
153         const int top_ref=      h->ref_cache[list][ scan8[0] - 8 ];
154         const int16_t * const B= h->mv_cache[list][ scan8[0] - 8 ];
155
156         tprintf(h->s.avctx, "pred_16x8: (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n", top_ref, B[0], B[1], h->s.mb_x, h->s.mb_y, n, list);
157
158         if(top_ref == ref){
159             *mx= B[0];
160             *my= B[1];
161             return;
162         }
163     }else{
164         const int left_ref=     h->ref_cache[list][ scan8[8] - 1 ];
165         const int16_t * const A= h->mv_cache[list][ scan8[8] - 1 ];
166
167         tprintf(h->s.avctx, "pred_16x8: (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n", left_ref, A[0], A[1], h->s.mb_x, h->s.mb_y, n, list);
168
169         if(left_ref == ref){
170             *mx= A[0];
171             *my= A[1];
172             return;
173         }
174     }
175
176     //RARE
177     pred_motion(h, n, 4, list, ref, mx, my);
178 }
179
180 /**
181  * gets the directionally predicted 8x16 MV.
182  * @param n the block index
183  * @param mx the x component of the predicted motion vector
184  * @param my the y component of the predicted motion vector
185  */
186 static inline void pred_8x16_motion(H264Context * const h, int n, int list, int ref, int * const mx, int * const my){
187     if(n==0){
188         const int left_ref=      h->ref_cache[list][ scan8[0] - 1 ];
189         const int16_t * const A=  h->mv_cache[list][ scan8[0] - 1 ];
190
191         tprintf(h->s.avctx, "pred_8x16: (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n", left_ref, A[0], A[1], h->s.mb_x, h->s.mb_y, n, list);
192
193         if(left_ref == ref){
194             *mx= A[0];
195             *my= A[1];
196             return;
197         }
198     }else{
199         const int16_t * C;
200         int diagonal_ref;
201
202         diagonal_ref= fetch_diagonal_mv(h, &C, scan8[4], list, 2);
203
204         tprintf(h->s.avctx, "pred_8x16: (%2d %2d %2d) at %2d %2d %d list %d\n", diagonal_ref, C[0], C[1], h->s.mb_x, h->s.mb_y, n, list);
205
206         if(diagonal_ref == ref){
207             *mx= C[0];
208             *my= C[1];
209             return;
210         }
211     }
212
213     //RARE
214     pred_motion(h, n, 2, list, ref, mx, my);
215 }
216
217 static inline void pred_pskip_motion(H264Context * const h, int * const mx, int * const my){
218     const int top_ref = h->ref_cache[0][ scan8[0] - 8 ];
219     const int left_ref= h->ref_cache[0][ scan8[0] - 1 ];
220
221     tprintf(h->s.avctx, "pred_pskip: (%d) (%d) at %2d %2d\n", top_ref, left_ref, h->s.mb_x, h->s.mb_y);
222
223     if(top_ref == PART_NOT_AVAILABLE || left_ref == PART_NOT_AVAILABLE
224        || !( top_ref | AV_RN32A(h->mv_cache[0][ scan8[0] - 8 ]))
225        || !(left_ref | AV_RN32A(h->mv_cache[0][ scan8[0] - 1 ]))){
226
227         *mx = *my = 0;
228         return;
229     }
230
231     pred_motion(h, 0, 4, 0, 0, mx, my);
232
233     return;
234 }
235
236 #endif /* AVCODEC_H264_MVPRED_H */