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