Psychovisually optimized rate-distortion optimization and trellis
[x262.git] / x264.c
1 /*****************************************************************************
2  * x264: h264 encoder testing program.
3  *****************************************************************************
4  * Copyright (C) 2003-2008 x264 project
5  *
6  * Authors: Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
7  *          Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
12  * (at your option) any later version.
13  *
14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17  * GNU General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
20  * along with this program; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
22  *****************************************************************************/
23
24 #include <stdlib.h>
25 #include <math.h>
26
27 #include <signal.h>
28 #define _GNU_SOURCE
29 #include <getopt.h>
30
31 #include "common/common.h"
32 #include "common/cpu.h"
33 #include "x264.h"
34 #include "muxers.h"
35
36 #ifndef _MSC_VER
37 #include "config.h"
38 #endif
39
40 #ifdef _WIN32
41 #include <windows.h>
42 #else
43 #define SetConsoleTitle(t)
44 #endif
45
46 uint8_t *mux_buffer = NULL;
47 int mux_buffer_size = 0;
48
49 /* Ctrl-C handler */
50 static int     b_ctrl_c = 0;
51 static int     b_exit_on_ctrl_c = 0;
52 static void    SigIntHandler( int a )
53 {
54     if( b_exit_on_ctrl_c )
55         exit(0);
56     b_ctrl_c = 1;
57 }
58
59 typedef struct {
60     int b_progress;
61     int i_seek;
62     hnd_t hin;
63     hnd_t hout;
64     FILE *qpfile;
65 } cli_opt_t;
66
67 /* input file operation function pointers */
68 int (*p_open_infile)( char *psz_filename, hnd_t *p_handle, x264_param_t *p_param );
69 int (*p_get_frame_total)( hnd_t handle );
70 int (*p_read_frame)( x264_picture_t *p_pic, hnd_t handle, int i_frame );
71 int (*p_close_infile)( hnd_t handle );
72
73 /* output file operation function pointers */
74 static int (*p_open_outfile)( char *psz_filename, hnd_t *p_handle );
75 static int (*p_set_outfile_param)( hnd_t handle, x264_param_t *p_param );
76 static int (*p_write_nalu)( hnd_t handle, uint8_t *p_nal, int i_size );
77 static int (*p_set_eop)( hnd_t handle, x264_picture_t *p_picture );
78 static int (*p_close_outfile)( hnd_t handle );
79
80 static void Help( x264_param_t *defaults, int b_longhelp );
81 static int  Parse( int argc, char **argv, x264_param_t *param, cli_opt_t *opt );
82 static int  Encode( x264_param_t *param, cli_opt_t *opt );
83
84
85 /****************************************************************************
86  * main:
87  ****************************************************************************/
88 int main( int argc, char **argv )
89 {
90     x264_param_t param;
91     cli_opt_t opt;
92     int ret;
93
94 #ifdef PTW32_STATIC_LIB
95     pthread_win32_process_attach_np();
96     pthread_win32_thread_attach_np();
97 #endif
98
99 #ifdef _WIN32
100     _setmode(_fileno(stdin), _O_BINARY);
101     _setmode(_fileno(stdout), _O_BINARY);
102 #endif
103
104     x264_param_default( &param );
105
106     /* Parse command line */
107     if( Parse( argc, argv, &param, &opt ) < 0 )
108         return -1;
109
110     /* Control-C handler */
111     signal( SIGINT, SigIntHandler );
112
113     ret = Encode( &param, &opt );
114
115 #ifdef PTW32_STATIC_LIB
116     pthread_win32_thread_detach_np();
117     pthread_win32_process_detach_np();
118 #endif
119
120     return ret;
121 }
122
123 static char const *strtable_lookup( const char * const table[], int index )
124 {
125     int i = 0; while( table[i] ) i++;
126     return ( ( index >= 0 && index < i ) ? table[ index ] : "???" );
127 }
128
129 /*****************************************************************************
130  * Help:
131  *****************************************************************************/
132 static void Help( x264_param_t *defaults, int b_longhelp )
133 {
134 #define H0 printf
135 #define H1 if(b_longhelp) printf
136     H0( "x264 core:%d%s\n"
137         "Syntax: x264 [options] -o outfile infile [widthxheight]\n"
138         "\n"
139         "Infile can be raw YUV 4:2:0 (in which case resolution is required),\n"
140         "  or YUV4MPEG 4:2:0 (*.y4m),\n"
141         "  or AVI or Avisynth if compiled with AVIS support (%s).\n"
142         "Outfile type is selected by filename:\n"
143         " .264 -> Raw bytestream\n"
144         " .mkv -> Matroska\n"
145         " .mp4 -> MP4 if compiled with GPAC support (%s)\n"
146         "\n"
147         "Options:\n"
148         "\n"
149         "  -h, --help                  List the more commonly used options\n"
150         "      --longhelp              List all options\n"
151         "\n",
152         X264_BUILD, X264_VERSION,
153 #ifdef AVIS_INPUT
154         "yes",
155 #else
156         "no",
157 #endif
158 #ifdef MP4_OUTPUT
159         "yes"
160 #else
161         "no"
162 #endif
163       );
164     H0( "Frame-type options:\n" );
165     H0( "\n" );
166     H0( "  -I, --keyint <integer>      Maximum GOP size [%d]\n", defaults->i_keyint_max );
167     H1( "  -i, --min-keyint <integer>  Minimum GOP size [%d]\n", defaults->i_keyint_min );
168     H1( "      --scenecut <integer>    How aggressively to insert extra I-frames [%d]\n", defaults->i_scenecut_threshold );
169     H1( "      --pre-scenecut          Faster, less precise scenecut detection.\n"
170         "                                  Required and implied by multi-threading.\n" );
171     H0( "  -b, --bframes <integer>     Number of B-frames between I and P [%d]\n", defaults->i_bframe );
172     H1( "      --b-adapt               Adaptive B-frame decision method [%d]\n"
173         "                                  Higher values may lower threading efficiency.\n"
174         "                                  - 0: Disabled\n"
175         "                                  - 1: Fast\n"
176         "                                  - 2: Optimal (slow with high --bframes)\n", defaults->i_bframe_adaptive );
177     H1( "      --b-bias <integer>      Influences how often B-frames are used [%d]\n", defaults->i_bframe_bias );
178     H0( "      --b-pyramid             Keep some B-frames as references\n" );
179     H0( "      --no-cabac              Disable CABAC\n" );
180     H0( "  -r, --ref <integer>         Number of reference frames [%d]\n", defaults->i_frame_reference );
181     H1( "      --no-deblock            Disable loop filter\n" );
182     H0( "  -f, --deblock <alpha:beta>  Loop filter AlphaC0 and Beta parameters [%d:%d]\n",
183                                        defaults->i_deblocking_filter_alphac0, defaults->i_deblocking_filter_beta );
184     H0( "      --interlaced            Enable pure-interlaced mode\n" );
185     H0( "\n" );
186     H0( "Ratecontrol:\n" );
187     H0( "\n" );
188     H0( "  -q, --qp <integer>          Set QP (0=lossless) [%d]\n", defaults->rc.i_qp_constant );
189     H0( "  -B, --bitrate <integer>     Set bitrate (kbit/s)\n" );
190     H0( "      --crf <float>           Quality-based VBR (nominal QP)\n" );
191     H1( "      --vbv-maxrate <integer> Max local bitrate (kbit/s) [%d]\n", defaults->rc.i_vbv_max_bitrate );
192     H0( "      --vbv-bufsize <integer> Enable CBR and set size of the VBV buffer (kbit) [%d]\n", defaults->rc.i_vbv_buffer_size );
193     H1( "      --vbv-init <float>      Initial VBV buffer occupancy [%.1f]\n", defaults->rc.f_vbv_buffer_init );
194     H1( "      --qpmin <integer>       Set min QP [%d]\n", defaults->rc.i_qp_min );
195     H1( "      --qpmax <integer>       Set max QP [%d]\n", defaults->rc.i_qp_max );
196     H1( "      --qpstep <integer>      Set max QP step [%d]\n", defaults->rc.i_qp_step );
197     H0( "      --ratetol <float>       Allowed variance of average bitrate [%.1f]\n", defaults->rc.f_rate_tolerance );
198     H0( "      --ipratio <float>       QP factor between I and P [%.2f]\n", defaults->rc.f_ip_factor );
199     H0( "      --pbratio <float>       QP factor between P and B [%.2f]\n", defaults->rc.f_pb_factor );
200     H1( "      --chroma-qp-offset <integer>  QP difference between chroma and luma [%d]\n", defaults->analyse.i_chroma_qp_offset );
201     H1( "      --aq-mode <integer>     AQ method [%d]\n"
202         "                                  - 0: Disabled\n"
203         "                                  - 1: Variance AQ (complexity mask)\n", defaults->rc.i_aq_mode );
204     H0( "      --aq-strength <float>   Reduces blocking and blurring in flat and\n"
205         "                              textured areas. [%.1f]\n"
206         "                                  - 0.5: weak AQ\n"
207         "                                  - 1.5: strong AQ\n", defaults->rc.f_aq_strength );
208     H0( "\n" );
209     H0( "  -p, --pass <1|2|3>          Enable multipass ratecontrol\n"
210         "                                  - 1: First pass, creates stats file\n"
211         "                                  - 2: Last pass, does not overwrite stats file\n"
212         "                                  - 3: Nth pass, overwrites stats file\n" );
213     H0( "      --stats <string>        Filename for 2 pass stats [\"%s\"]\n", defaults->rc.psz_stat_out );
214     H0( "      --qcomp <float>         QP curve compression: 0.0 => CBR, 1.0 => CQP [%.2f]\n", defaults->rc.f_qcompress );
215     H1( "      --cplxblur <float>      Reduce fluctuations in QP (before curve compression) [%.1f]\n", defaults->rc.f_complexity_blur );
216     H1( "      --qblur <float>         Reduce fluctuations in QP (after curve compression) [%.1f]\n", defaults->rc.f_qblur );
217     H0( "      --zones <zone0>/<zone1>/...  Tweak the bitrate of some regions of the video\n" );
218     H1( "                              Each zone is of the form\n"
219         "                                  <start frame>,<end frame>,<option>\n"
220         "                                  where <option> is either\n"
221         "                                      q=<integer> (force QP)\n"
222         "                                  or  b=<float> (bitrate multiplier)\n" );
223     H1( "      --qpfile <string>       Force frametypes and QPs\n" );
224     H0( "\n" );
225     H0( "Analysis:\n" );
226     H0( "\n" );
227     H0( "  -A, --partitions <string>   Partitions to consider [\"p8x8,b8x8,i8x8,i4x4\"]\n"
228         "                                  - p8x8, p4x4, b8x8, i8x8, i4x4\n"
229         "                                  - none, all\n"
230         "                                  (p4x4 requires p8x8. i8x8 requires --8x8dct.)\n" );
231     H0( "      --direct <string>       Direct MV prediction mode [\"%s\"]\n"
232         "                                  - none, spatial, temporal, auto\n",
233                                        strtable_lookup( x264_direct_pred_names, defaults->analyse.i_direct_mv_pred ) );
234     H1( "      --direct-8x8 <-1|0|1>   Direct prediction size [%d]\n"
235         "                                  -  0: 4x4\n"
236         "                                  -  1: 8x8\n"
237         "                                  - -1: smallest possible according to level\n",
238                                        defaults->analyse.i_direct_8x8_inference );
239     H0( "  -w, --weightb               Weighted prediction for B-frames\n" );
240     H0( "      --me <string>           Integer pixel motion estimation method [\"%s\"]\n",
241                                        strtable_lookup( x264_motion_est_names, defaults->analyse.i_me_method ) );
242     H1( "                                  - dia: diamond search, radius 1 (fast)\n"
243         "                                  - hex: hexagonal search, radius 2\n"
244         "                                  - umh: uneven multi-hexagon search\n"
245         "                                  - esa: exhaustive search\n"
246         "                                  - tesa: hadamard exhaustive search (slow)\n" );
247     else H0( "                                  - dia, hex, umh\n" );
248     H0( "      --merange <integer>     Maximum motion vector search range [%d]\n", defaults->analyse.i_me_range );
249     H1( "      --mvrange <integer>     Maximum motion vector length [-1 (auto)]\n" );
250     H1( "      --mvrange-thread <int>  Minimum buffer between threads [-1 (auto)]\n" );
251     H0( "  -m, --subme <integer>       Subpixel motion estimation and partition\n"
252         "                                  decision quality: 1=fast, 7=best. [%d]\n", defaults->analyse.i_subpel_refine );
253     H0( "      --b-rdo                 RD based mode decision for B-frames. Requires subme 6.\n" );
254     H0( "      --psy-rd                Strength of psychovisual optimization [\"%.1f:%.1f\"]\n"
255         "                                  #1: RDO (requires subme>=6)\n"
256         "                                  #2: Trellis (requires trellis, experimental)\n",
257                                        defaults->analyse.f_psy_rd,defaults->analyse.f_psy_trellis );
258     H0( "      --mixed-refs            Decide references on a per partition basis\n" );
259     H1( "      --no-chroma-me          Ignore chroma in motion estimation\n" );
260     H1( "      --bime                  Jointly optimize both MVs in B-frames\n" );
261     H0( "  -8, --8x8dct                Adaptive spatial transform size\n" );
262     H0( "  -t, --trellis <integer>     Trellis RD quantization. Requires CABAC. [%d]\n"
263         "                                  - 0: disabled\n"
264         "                                  - 1: enabled only on the final encode of a MB\n"
265         "                                  - 2: enabled on all mode decisions\n", defaults->analyse.i_trellis );
266     H0( "      --no-fast-pskip         Disables early SKIP detection on P-frames\n" );
267     H0( "      --no-dct-decimate       Disables coefficient thresholding on P-frames\n" );
268     H0( "      --nr <integer>          Noise reduction [%d]\n", defaults->analyse.i_noise_reduction );
269     H1( "\n" );
270     H1( "      --deadzone-inter <int>  Set the size of the inter luma quantization deadzone [%d]\n", defaults->analyse.i_luma_deadzone[0] );
271     H1( "      --deadzone-intra <int>  Set the size of the intra luma quantization deadzone [%d]\n", defaults->analyse.i_luma_deadzone[1] );
272     H1( "                                  Deadzones should be in the range 0 - 32.\n" );
273     H1( "      --cqm <string>          Preset quant matrices [\"flat\"]\n"
274         "                                  - jvt, flat\n" );
275     H0( "      --cqmfile <string>      Read custom quant matrices from a JM-compatible file\n" );
276     H1( "                                  Overrides any other --cqm* options.\n" );
277     H1( "      --cqm4 <list>           Set all 4x4 quant matrices\n"
278         "                                  Takes a comma-separated list of 16 integers.\n" );
279     H1( "      --cqm8 <list>           Set all 8x8 quant matrices\n"
280         "                                  Takes a comma-separated list of 64 integers.\n" );
281     H1( "      --cqm4i, --cqm4p, --cqm8i, --cqm8p\n"
282         "                              Set both luma and chroma quant matrices\n" );
283     H1( "      --cqm4iy, --cqm4ic, --cqm4py, --cqm4pc\n"
284         "                              Set individual quant matrices\n" );
285     H1( "\n" );
286     H1( "Video Usability Info (Annex E):\n" );
287     H1( "The VUI settings are not used by the encoder but are merely suggestions to\n" );
288     H1( "the playback equipment. See doc/vui.txt for details. Use at your own risk.\n" );
289     H1( "\n" );
290     H1( "      --overscan <string>     Specify crop overscan setting [\"%s\"]\n"
291         "                                  - undef, show, crop\n",
292                                        strtable_lookup( x264_overscan_names, defaults->vui.i_overscan ) );
293     H1( "      --videoformat <string>  Specify video format [\"%s\"]\n"
294         "                                  - component, pal, ntsc, secam, mac, undef\n",
295                                        strtable_lookup( x264_vidformat_names, defaults->vui.i_vidformat ) );
296     H1( "      --fullrange <string>    Specify full range samples setting [\"%s\"]\n"
297         "                                  - off, on\n",
298                                        strtable_lookup( x264_fullrange_names, defaults->vui.b_fullrange ) );
299     H1( "      --colorprim <string>    Specify color primaries [\"%s\"]\n"
300         "                                  - undef, bt709, bt470m, bt470bg\n"
301         "                                    smpte170m, smpte240m, film\n",
302                                        strtable_lookup( x264_colorprim_names, defaults->vui.i_colorprim ) );
303     H1( "      --transfer <string>     Specify transfer characteristics [\"%s\"]\n"
304         "                                  - undef, bt709, bt470m, bt470bg, linear,\n"
305         "                                    log100, log316, smpte170m, smpte240m\n",
306                                        strtable_lookup( x264_transfer_names, defaults->vui.i_transfer ) );
307     H1( "      --colormatrix <string>  Specify color matrix setting [\"%s\"]\n"
308         "                                  - undef, bt709, fcc, bt470bg\n"
309         "                                    smpte170m, smpte240m, GBR, YCgCo\n",
310                                        strtable_lookup( x264_colmatrix_names, defaults->vui.i_colmatrix ) );
311     H1( "      --chromaloc <integer>   Specify chroma sample location (0 to 5) [%d]\n",
312                                        defaults->vui.i_chroma_loc );
313     H0( "\n" );
314     H0( "Input/Output:\n" );
315     H0( "\n" );
316     H0( "  -o, --output                Specify output file\n" );
317     H0( "      --sar width:height      Specify Sample Aspect Ratio\n" );
318     H0( "      --fps <float|rational>  Specify framerate\n" );
319     H0( "      --seek <integer>        First frame to encode\n" );
320     H0( "      --frames <integer>      Maximum number of frames to encode\n" );
321     H0( "      --level <string>        Specify level (as defined by Annex A)\n" );
322     H0( "\n" );
323     H0( "  -v, --verbose               Print stats for each frame\n" );
324     H0( "      --progress              Show a progress indicator while encoding\n" );
325     H0( "      --quiet                 Quiet Mode\n" );
326     H0( "      --no-psnr               Disable PSNR computation\n" );
327     H0( "      --no-ssim               Disable SSIM computation\n" );
328     H0( "      --threads <integer>     Parallel encoding\n" );
329     H0( "      --thread-input          Run Avisynth in its own thread\n" );
330     H1( "      --non-deterministic     Slightly improve quality of SMP, at the cost of repeatability\n" );
331     H1( "      --asm <integer>         Override CPU detection\n" );
332     H1( "      --no-asm                Disable all CPU optimizations\n" );
333     H1( "      --visualize             Show MB types overlayed on the encoded video\n" );
334     H1( "      --dump-yuv <string>     Save reconstructed frames\n" );
335     H1( "      --sps-id <integer>      Set SPS and PPS id numbers [%d]\n", defaults->i_sps_id );
336     H1( "      --aud                   Use access unit delimiters\n" );
337     H0( "\n" );
338 }
339
340 /*****************************************************************************
341  * Parse:
342  *****************************************************************************/
343 static int  Parse( int argc, char **argv,
344                    x264_param_t *param, cli_opt_t *opt )
345 {
346     char *psz_filename = NULL;
347     x264_param_t defaults = *param;
348     char *psz;
349     int b_avis = 0;
350     int b_y4m = 0;
351     int b_thread_input = 0;
352
353     memset( opt, 0, sizeof(cli_opt_t) );
354
355     /* Default input file driver */
356     p_open_infile = open_file_yuv;
357     p_get_frame_total = get_frame_total_yuv;
358     p_read_frame = read_frame_yuv;
359     p_close_infile = close_file_yuv;
360
361     /* Default output file driver */
362     p_open_outfile = open_file_bsf;
363     p_set_outfile_param = set_param_bsf;
364     p_write_nalu = write_nalu_bsf;
365     p_set_eop = set_eop_bsf;
366     p_close_outfile = close_file_bsf;
367
368     /* Parse command line options */
369     for( ;; )
370     {
371         int b_error = 0;
372         int long_options_index = -1;
373
374 #define OPT_FRAMES 256
375 #define OPT_SEEK 257
376 #define OPT_QPFILE 258
377 #define OPT_THREAD_INPUT 259
378 #define OPT_QUIET 260
379 #define OPT_PROGRESS 261
380 #define OPT_VISUALIZE 262
381 #define OPT_LONGHELP 263
382
383         static struct option long_options[] =
384         {
385             { "help",    no_argument,       NULL, 'h' },
386             { "longhelp",no_argument,       NULL, OPT_LONGHELP },
387             { "version", no_argument,       NULL, 'V' },
388             { "bitrate", required_argument, NULL, 'B' },
389             { "bframes", required_argument, NULL, 'b' },
390             { "b-adapt", required_argument, NULL, 0 },
391             { "no-b-adapt", no_argument,    NULL, 0 },
392             { "b-bias",  required_argument, NULL, 0 },
393             { "b-pyramid", no_argument,     NULL, 0 },
394             { "min-keyint",required_argument,NULL,'i' },
395             { "keyint",  required_argument, NULL, 'I' },
396             { "scenecut",required_argument, NULL, 0 },
397             { "pre-scenecut", no_argument,  NULL, 0 },
398             { "nf",      no_argument,       NULL, 0 },
399             { "no-deblock", no_argument,    NULL, 0 },
400             { "filter",  required_argument, NULL, 0 },
401             { "deblock", required_argument, NULL, 'f' },
402             { "interlaced", no_argument,    NULL, 0 },
403             { "no-cabac",no_argument,       NULL, 0 },
404             { "qp",      required_argument, NULL, 'q' },
405             { "qpmin",   required_argument, NULL, 0 },
406             { "qpmax",   required_argument, NULL, 0 },
407             { "qpstep",  required_argument, NULL, 0 },
408             { "crf",     required_argument, NULL, 0 },
409             { "ref",     required_argument, NULL, 'r' },
410             { "asm",     required_argument, NULL, 0 },
411             { "no-asm",  no_argument,       NULL, 0 },
412             { "sar",     required_argument, NULL, 0 },
413             { "fps",     required_argument, NULL, 0 },
414             { "frames",  required_argument, NULL, OPT_FRAMES },
415             { "seek",    required_argument, NULL, OPT_SEEK },
416             { "output",  required_argument, NULL, 'o' },
417             { "analyse", required_argument, NULL, 0 },
418             { "partitions", required_argument, NULL, 'A' },
419             { "direct",  required_argument, NULL, 0 },
420             { "direct-8x8", required_argument, NULL, 0 },
421             { "weightb", no_argument,       NULL, 'w' },
422             { "me",      required_argument, NULL, 0 },
423             { "merange", required_argument, NULL, 0 },
424             { "mvrange", required_argument, NULL, 0 },
425             { "mvrange-thread", required_argument, NULL, 0 },
426             { "subme",   required_argument, NULL, 'm' },
427             { "psy-rd",   required_argument, NULL, 0 },
428             { "b-rdo",   no_argument,       NULL, 0 },
429             { "mixed-refs", no_argument,    NULL, 0 },
430             { "no-chroma-me", no_argument,  NULL, 0 },
431             { "bime",    no_argument,       NULL, 0 },
432             { "8x8dct",  no_argument,       NULL, '8' },
433             { "trellis", required_argument, NULL, 't' },
434             { "no-fast-pskip", no_argument, NULL, 0 },
435             { "no-dct-decimate", no_argument, NULL, 0 },
436             { "aq-strength", required_argument, NULL, 0 },
437             { "aq-mode", required_argument, NULL, 0 },
438             { "deadzone-inter", required_argument, NULL, '0' },
439             { "deadzone-intra", required_argument, NULL, '0' },
440             { "level",   required_argument, NULL, 0 },
441             { "ratetol", required_argument, NULL, 0 },
442             { "vbv-maxrate", required_argument, NULL, 0 },
443             { "vbv-bufsize", required_argument, NULL, 0 },
444             { "vbv-init", required_argument,NULL,  0 },
445             { "ipratio", required_argument, NULL, 0 },
446             { "pbratio", required_argument, NULL, 0 },
447             { "chroma-qp-offset", required_argument, NULL, 0 },
448             { "pass",    required_argument, NULL, 'p' },
449             { "stats",   required_argument, NULL, 0 },
450             { "qcomp",   required_argument, NULL, 0 },
451             { "qblur",   required_argument, NULL, 0 },
452             { "cplxblur",required_argument, NULL, 0 },
453             { "zones",   required_argument, NULL, 0 },
454             { "qpfile",  required_argument, NULL, OPT_QPFILE },
455             { "threads", required_argument, NULL, 0 },
456             { "thread-input", no_argument,  NULL, OPT_THREAD_INPUT },
457             { "non-deterministic", no_argument, NULL, 0 },
458             { "no-psnr", no_argument,       NULL, 0 },
459             { "no-ssim", no_argument,       NULL, 0 },
460             { "quiet",   no_argument,       NULL, OPT_QUIET },
461             { "verbose", no_argument,       NULL, 'v' },
462             { "progress",no_argument,       NULL, OPT_PROGRESS },
463             { "visualize",no_argument,      NULL, OPT_VISUALIZE },
464             { "dump-yuv",required_argument, NULL, 0 },
465             { "sps-id",  required_argument, NULL, 0 },
466             { "aud",     no_argument,       NULL, 0 },
467             { "nr",      required_argument, NULL, 0 },
468             { "cqm",     required_argument, NULL, 0 },
469             { "cqmfile", required_argument, NULL, 0 },
470             { "cqm4",    required_argument, NULL, 0 },
471             { "cqm4i",   required_argument, NULL, 0 },
472             { "cqm4iy",  required_argument, NULL, 0 },
473             { "cqm4ic",  required_argument, NULL, 0 },
474             { "cqm4p",   required_argument, NULL, 0 },
475             { "cqm4py",  required_argument, NULL, 0 },
476             { "cqm4pc",  required_argument, NULL, 0 },
477             { "cqm8",    required_argument, NULL, 0 },
478             { "cqm8i",   required_argument, NULL, 0 },
479             { "cqm8p",   required_argument, NULL, 0 },
480             { "overscan", required_argument, NULL, 0 },
481             { "videoformat", required_argument, NULL, 0 },
482             { "fullrange", required_argument, NULL, 0 },
483             { "colorprim", required_argument, NULL, 0 },
484             { "transfer", required_argument, NULL, 0 },
485             { "colormatrix", required_argument, NULL, 0 },
486             { "chromaloc", required_argument, NULL, 0 },
487             {0, 0, 0, 0}
488         };
489
490         int c = getopt_long( argc, argv, "8A:B:b:f:hI:i:m:o:p:q:r:t:Vvw",
491                              long_options, &long_options_index);
492
493         if( c == -1 )
494         {
495             break;
496         }
497
498         switch( c )
499         {
500             case 'h':
501                 Help( &defaults, 0 );
502                 exit(0);
503             case OPT_LONGHELP:
504                 Help( &defaults, 1 );
505                 exit(0);
506             case 'V':
507 #ifdef X264_POINTVER
508                 printf( "x264 "X264_POINTVER"\n" );
509 #else
510                 printf( "x264 0.%d.X\n", X264_BUILD );
511 #endif
512                 exit(0);
513             case OPT_FRAMES:
514                 param->i_frame_total = atoi( optarg );
515                 break;
516             case OPT_SEEK:
517                 opt->i_seek = atoi( optarg );
518                 break;
519             case 'o':
520                 if( !strncasecmp(optarg + strlen(optarg) - 4, ".mp4", 4) )
521                 {
522 #ifdef MP4_OUTPUT
523                     p_open_outfile = open_file_mp4;
524                     p_write_nalu = write_nalu_mp4;
525                     p_set_outfile_param = set_param_mp4;
526                     p_set_eop = set_eop_mp4;
527                     p_close_outfile = close_file_mp4;
528 #else
529                     fprintf( stderr, "x264 [error]: not compiled with MP4 output support\n" );
530                     return -1;
531 #endif
532                 }
533                 else if( !strncasecmp(optarg + strlen(optarg) - 4, ".mkv", 4) )
534                 {
535                     p_open_outfile = open_file_mkv;
536                     p_write_nalu = write_nalu_mkv;
537                     p_set_outfile_param = set_param_mkv;
538                     p_set_eop = set_eop_mkv;
539                     p_close_outfile = close_file_mkv;
540                 }
541                 if( !strcmp(optarg, "-") )
542                     opt->hout = stdout;
543                 else if( p_open_outfile( optarg, &opt->hout ) )
544                 {
545                     fprintf( stderr, "x264 [error]: can't open output file `%s'\n", optarg );
546                     return -1;
547                 }
548                 break;
549             case OPT_QPFILE:
550                 opt->qpfile = fopen( optarg, "r" );
551                 if( !opt->qpfile )
552                 {
553                     fprintf( stderr, "x264 [error]: can't open `%s'\n", optarg );
554                     return -1;
555                 }
556                 param->i_scenecut_threshold = -1;
557                 param->i_bframe_adaptive = X264_B_ADAPT_NONE;
558                 break;
559             case OPT_THREAD_INPUT:
560                 b_thread_input = 1;
561                 break;
562             case OPT_QUIET:
563                 param->i_log_level = X264_LOG_NONE;
564                 break;
565             case 'v':
566                 param->i_log_level = X264_LOG_DEBUG;
567                 break;
568             case OPT_PROGRESS:
569                 opt->b_progress = 1;
570                 break;
571             case OPT_VISUALIZE:
572 #ifdef VISUALIZE
573                 param->b_visualize = 1;
574                 b_exit_on_ctrl_c = 1;
575 #else
576                 fprintf( stderr, "x264 [warning]: not compiled with visualization support\n" );
577 #endif
578                 break;
579             default:
580             {
581                 int i;
582                 if( long_options_index < 0 )
583                 {
584                     for( i = 0; long_options[i].name; i++ )
585                         if( long_options[i].val == c )
586                         {
587                             long_options_index = i;
588                             break;
589                         }
590                     if( long_options_index < 0 )
591                     {
592                         /* getopt_long already printed an error message */
593                         return -1;
594                     }
595                 }
596
597                 b_error |= x264_param_parse( param, long_options[long_options_index].name, optarg );
598             }
599         }
600
601         if( b_error )
602         {
603             const char *name = long_options_index > 0 ? long_options[long_options_index].name : argv[optind-2];
604             fprintf( stderr, "x264 [error]: invalid argument: %s = %s\n", name, optarg );
605             return -1;
606         }
607     }
608
609     /* Get the file name */
610     if( optind > argc - 1 || !opt->hout )
611     {
612         fprintf( stderr, "x264 [error]: No %s file. Run x264 --help for a list of options.\n",
613                  optind > argc - 1 ? "input" : "output" );
614         return -1;
615     }
616     psz_filename = argv[optind++];
617
618     /* check demuxer type */
619     psz = psz_filename + strlen(psz_filename) - 1;
620     while( psz > psz_filename && *psz != '.' )
621         psz--;
622     if( !strncasecmp( psz, ".avi", 4 ) || !strncasecmp( psz, ".avs", 4 ) )
623         b_avis = 1;
624     if( !strncasecmp( psz, ".y4m", 4 ) )
625         b_y4m = 1;
626
627     if( !(b_avis || b_y4m) ) // raw yuv
628     {
629         if( optind > argc - 1 )
630         {
631             /* try to parse the file name */
632             for( psz = psz_filename; *psz; psz++ )
633             {
634                 if( *psz >= '0' && *psz <= '9'
635                     && sscanf( psz, "%ux%u", &param->i_width, &param->i_height ) == 2 )
636                 {
637                     if( param->i_log_level >= X264_LOG_INFO )
638                         fprintf( stderr, "x264 [info]: file name gives %dx%d\n", param->i_width, param->i_height );
639                     break;
640                 }
641             }
642         }
643         else
644         {
645             sscanf( argv[optind++], "%ux%u", &param->i_width, &param->i_height );
646         }
647     }
648
649     if( !(b_avis || b_y4m) && ( !param->i_width || !param->i_height ) )
650     {
651         fprintf( stderr, "x264 [error]: Rawyuv input requires a resolution.\n" );
652         return -1;
653     }
654
655     /* open the input */
656     {
657         if( b_avis )
658         {
659 #ifdef AVIS_INPUT
660             p_open_infile = open_file_avis;
661             p_get_frame_total = get_frame_total_avis;
662             p_read_frame = read_frame_avis;
663             p_close_infile = close_file_avis;
664 #else
665             fprintf( stderr, "x264 [error]: not compiled with AVIS input support\n" );
666             return -1;
667 #endif
668         }
669         if ( b_y4m )
670         {
671             p_open_infile = open_file_y4m;
672             p_get_frame_total = get_frame_total_y4m;
673             p_read_frame = read_frame_y4m;
674             p_close_infile = close_file_y4m;
675         }
676
677         if( p_open_infile( psz_filename, &opt->hin, param ) )
678         {
679             fprintf( stderr, "x264 [error]: could not open input file '%s'\n", psz_filename );
680             return -1;
681         }
682     }
683
684 #ifdef HAVE_PTHREAD
685     if( b_thread_input || param->i_threads > 1
686         || (param->i_threads == 0 && x264_cpu_num_processors() > 1) )
687     {
688         if( open_file_thread( NULL, &opt->hin, param ) )
689         {
690             fprintf( stderr, "x264 [warning]: threaded input failed\n" );
691         }
692         else
693         {
694             p_open_infile = open_file_thread;
695             p_get_frame_total = get_frame_total_thread;
696             p_read_frame = read_frame_thread;
697             p_close_infile = close_file_thread;
698         }
699     }
700 #endif
701
702     return 0;
703 }
704
705 static void parse_qpfile( cli_opt_t *opt, x264_picture_t *pic, int i_frame )
706 {
707     int num = -1, qp, ret;
708     char type;
709     uint64_t file_pos;
710     while( num < i_frame )
711     {
712         file_pos = ftell( opt->qpfile );
713         ret = fscanf( opt->qpfile, "%d %c %d\n", &num, &type, &qp );
714                 if( num > i_frame || ret == EOF )
715                 {
716                         pic->i_type = X264_TYPE_AUTO;
717                         pic->i_qpplus1 = 0;
718                         fseek( opt->qpfile , file_pos , SEEK_SET );
719                         break;
720                 }
721         if( num < i_frame )
722             continue;
723         pic->i_qpplus1 = qp+1;
724         if     ( type == 'I' ) pic->i_type = X264_TYPE_IDR;
725         else if( type == 'i' ) pic->i_type = X264_TYPE_I;
726         else if( type == 'P' ) pic->i_type = X264_TYPE_P;
727         else if( type == 'B' ) pic->i_type = X264_TYPE_BREF;
728         else if( type == 'b' ) pic->i_type = X264_TYPE_B;
729         else ret = 0;
730         if( ret != 3 || qp < -1 || qp > 51 )
731         {
732             fprintf( stderr, "x264 [error]: can't parse qpfile for frame %d\n", i_frame );
733             fclose( opt->qpfile );
734             opt->qpfile = NULL;
735             pic->i_type = X264_TYPE_AUTO;
736             pic->i_qpplus1 = 0;
737             break;
738         }
739     }
740 }
741
742 /*****************************************************************************
743  * Encode:
744  *****************************************************************************/
745
746 static int  Encode_frame( x264_t *h, hnd_t hout, x264_picture_t *pic )
747 {
748     x264_picture_t pic_out;
749     x264_nal_t *nal;
750     int i_nal, i;
751     int i_file = 0;
752
753     if( x264_encoder_encode( h, &nal, &i_nal, pic, &pic_out ) < 0 )
754     {
755         fprintf( stderr, "x264 [error]: x264_encoder_encode failed\n" );
756     }
757
758     for( i = 0; i < i_nal; i++ )
759     {
760         int i_size;
761
762         if( mux_buffer_size < nal[i].i_payload * 3/2 + 4 )
763         {
764             mux_buffer_size = nal[i].i_payload * 2 + 4;
765             x264_free( mux_buffer );
766             mux_buffer = x264_malloc( mux_buffer_size );
767         }
768
769         i_size = mux_buffer_size;
770         x264_nal_encode( mux_buffer, &i_size, 1, &nal[i] );
771         i_file += p_write_nalu( hout, mux_buffer, i_size );
772     }
773     if (i_nal)
774         p_set_eop( hout, &pic_out );
775
776     return i_file;
777 }
778
779 static int  Encode( x264_param_t *param, cli_opt_t *opt )
780 {
781     x264_t *h;
782     x264_picture_t pic;
783
784     int     i_frame, i_frame_total;
785     int64_t i_start, i_end;
786     int64_t i_file;
787     int     i_frame_size;
788     int     i_update_interval;
789     char    buf[200];
790
791     opt->b_progress &= param->i_log_level < X264_LOG_DEBUG;
792     i_frame_total = p_get_frame_total( opt->hin );
793     i_frame_total -= opt->i_seek;
794     if( ( i_frame_total == 0 || param->i_frame_total < i_frame_total )
795         && param->i_frame_total > 0 )
796         i_frame_total = param->i_frame_total;
797     param->i_frame_total = i_frame_total;
798     i_update_interval = i_frame_total ? x264_clip3( i_frame_total / 1000, 1, 10 ) : 10;
799
800     if( ( h = x264_encoder_open( param ) ) == NULL )
801     {
802         fprintf( stderr, "x264 [error]: x264_encoder_open failed\n" );
803         p_close_infile( opt->hin );
804         return -1;
805     }
806
807     if( p_set_outfile_param( opt->hout, param ) )
808     {
809         fprintf( stderr, "x264 [error]: can't set outfile param\n" );
810         p_close_infile( opt->hin );
811         p_close_outfile( opt->hout );
812         return -1;
813     }
814
815     /* Create a new pic */
816     x264_picture_alloc( &pic, X264_CSP_I420, param->i_width, param->i_height );
817
818     i_start = x264_mdate();
819
820     /* Encode frames */
821     for( i_frame = 0, i_file = 0; b_ctrl_c == 0 && (i_frame < i_frame_total || i_frame_total == 0); )
822     {
823         if( p_read_frame( &pic, opt->hin, i_frame + opt->i_seek ) )
824             break;
825
826         pic.i_pts = (int64_t)i_frame * param->i_fps_den;
827
828         if( opt->qpfile )
829             parse_qpfile( opt, &pic, i_frame + opt->i_seek );
830         else
831         {
832             /* Do not force any parameters */
833             pic.i_type = X264_TYPE_AUTO;
834             pic.i_qpplus1 = 0;
835         }
836
837         i_file += Encode_frame( h, opt->hout, &pic );
838
839         i_frame++;
840
841         /* update status line (up to 1000 times per input file) */
842         if( opt->b_progress && i_frame % i_update_interval == 0 )
843         {
844             int64_t i_elapsed = x264_mdate() - i_start;
845             double fps = i_elapsed > 0 ? i_frame * 1000000. / i_elapsed : 0;
846             double bitrate = (double) i_file * 8 * param->i_fps_num / ( (double) param->i_fps_den * i_frame * 1000 );
847             if( i_frame_total )
848             {
849                 int eta = i_elapsed * (i_frame_total - i_frame) / ((int64_t)i_frame * 1000000);
850                 sprintf( buf, "x264 - encoded frames: %d/%d (%.1f%%), %.2f fps, %.2f kb/s, eta %d:%02d:%02d",
851                          i_frame, i_frame_total, 100. * i_frame / i_frame_total, fps, bitrate,
852                          eta/3600, (eta/60)%60, eta%60 );
853             }
854             else
855             {
856                 sprintf( buf, "x264 - encoded frames: %d, %.2f fps, %.2f kb/s", i_frame, fps, bitrate );
857             }
858             fprintf( stderr, "%s  \r", buf+7 );
859             SetConsoleTitle( buf );
860             fflush( stderr ); // needed in windows
861         }
862     }
863     /* Flush delayed B-frames */
864     do {
865         i_file +=
866         i_frame_size = Encode_frame( h, opt->hout, NULL );
867     } while( i_frame_size );
868
869     i_end = x264_mdate();
870     x264_picture_clean( &pic );
871     /* Erase progress indicator before printing encoding stats. */
872     if( opt->b_progress )
873         fprintf( stderr, "                                                                               \r" );
874     x264_encoder_close( h );
875     x264_free( mux_buffer );
876     fprintf( stderr, "\n" );
877
878     if( b_ctrl_c )
879         fprintf( stderr, "aborted at input frame %d\n", opt->i_seek + i_frame );
880
881     p_close_infile( opt->hin );
882     p_close_outfile( opt->hout );
883
884     if( i_frame > 0 )
885     {
886         double fps = (double)i_frame * (double)1000000 /
887                      (double)( i_end - i_start );
888
889         fprintf( stderr, "encoded %d frames, %.2f fps, %.2f kb/s\n", i_frame, fps,
890                  (double) i_file * 8 * param->i_fps_num /
891                  ( (double) param->i_fps_den * i_frame * 1000 ) );
892     }
893
894     return 0;
895 }