dct-domain noise reduction (ported from lavc)
[x262.git] / encoder / macroblock.c
index d0d2d2c..b6541fa 100644 (file)
 #include "macroblock.h"
 
 
-static const uint8_t block_idx_x[16] =
-{
-    0, 1, 0, 1, 2, 3, 2, 3, 0, 1, 0, 1, 2, 3, 2, 3
-};
-static const uint8_t block_idx_y[16] =
-{
-    0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 3, 3
-};
-static const uint8_t block_idx_xy[4][4] =
-{
-    { 0, 2, 8,  10 },
-    { 1, 3, 9,  11 },
-    { 4, 6, 12, 14 },
-    { 5, 7, 13, 15 }
-};
-
-static const int quant_mf[6][4][4] =
+/* def_quant4_mf only for probe_skip; actual encoding uses matrices from set.c */
+/* FIXME this seems to make better decisions with cqm=jvt, but could screw up
+ * with general custom matrices. */
+static const int def_quant4_mf[6][4][4] =
 {
     { { 13107, 8066, 13107, 8066 }, { 8066, 5243, 8066, 5243 },
       { 13107, 8066, 13107, 8066 }, { 8066, 5243, 8066, 5243 } },
@@ -61,75 +48,6 @@ static const int quant_mf[6][4][4] =
       {  7282, 4559,  7282, 4559 }, { 4559, 2893, 4559, 2893 } }
 };
 
-const int quant8_mf[6][8][8] =
-{
-  {
-    { 13107, 12222, 16777, 12222, 13107, 12222, 16777, 12222 },
-    { 12222, 11428, 15481, 11428, 12222, 11428, 15481, 11428 },
-    { 16777, 15481, 20972, 15481, 16777, 15481, 20972, 15481 },
-    { 12222, 11428, 15481, 11428, 12222, 11428, 15481, 11428 },
-    { 13107, 12222, 16777, 12222, 13107, 12222, 16777, 12222 },
-    { 12222, 11428, 15481, 11428, 12222, 11428, 15481, 11428 },
-    { 16777, 15481, 20972, 15481, 16777, 15481, 20972, 15481 },
-    { 12222, 11428, 15481, 11428, 12222, 11428, 15481, 11428 }
-  }, {
-    { 11916, 11058, 14980, 11058, 11916, 11058, 14980, 11058 },
-    { 11058, 10826, 14290, 10826, 11058, 10826, 14290, 10826 },
-    { 14980, 14290, 19174, 14290, 14980, 14290, 19174, 14290 },
-    { 11058, 10826, 14290, 10826, 11058, 10826, 14290, 10826 },
-    { 11916, 11058, 14980, 11058, 11916, 11058, 14980, 11058 },
-    { 11058, 10826, 14290, 10826, 11058, 10826, 14290, 10826 },
-    { 14980, 14290, 19174, 14290, 14980, 14290, 19174, 14290 },
-    { 11058, 10826, 14290, 10826, 11058, 10826, 14290, 10826 }
-  }, {
-    { 10082,  9675, 12710,  9675, 10082,  9675, 12710,  9675 },
-    {  9675,  8943, 11985,  8943,  9675,  8943, 11985,  8943 },
-    { 12710, 11985, 15978, 11985, 12710, 11985, 15978, 11985 },
-    {  9675,  8943, 11985,  8943,  9675,  8943, 11985,  8943 },
-    { 10082,  9675, 12710,  9675, 10082,  9675, 12710,  9675 },
-    {  9675,  8943, 11985,  8943,  9675,  8943, 11985,  8943 },
-    { 12710, 11985, 15978, 11985, 12710, 11985, 15978, 11985 },
-    {  9675,  8943, 11985,  8943,  9675,  8943, 11985,  8943 }
-  }, {
-    {  9362,  8931, 11984,  8931,  9362,  8931, 11984,  8931 },
-    {  8931,  8228, 11259,  8228,  8931,  8228, 11259,  8228 },
-    { 11984, 11259, 14913, 11259, 11984, 11259, 14913, 11259 },
-    {  8931,  8228, 11259,  8228,  8931,  8228, 11259,  8228 },
-    {  9362,  8931, 11984,  8931,  9362,  8931, 11984,  8931 },
-    {  8931,  8228, 11259,  8228,  8931,  8228, 11259,  8228 },
-    { 11984, 11259, 14913, 11259, 11984, 11259, 14913, 11259 },
-    {  8931,  8228, 11259,  8228,  8931,  8228, 11259,  8228 }
-  }, {
-    {  8192,  7740, 10486,  7740,  8192,  7740, 10486,  7740 },
-    {  7740,  7346,  9777,  7346,  7740,  7346,  9777,  7346 },
-    { 10486,  9777, 13159,  9777, 10486,  9777, 13159,  9777 },
-    {  7740,  7346,  9777,  7346,  7740,  7346,  9777,  7346 },
-    {  8192,  7740, 10486,  7740,  8192,  7740, 10486,  7740 },
-    {  7740,  7346,  9777,  7346,  7740,  7346,  9777,  7346 },
-    { 10486,  9777, 13159,  9777, 10486,  9777, 13159,  9777 },
-    {  7740,  7346,  9777,  7346,  7740,  7346,  9777,  7346 }
-  }, {
-    {  7282,  6830,  9118,  6830,  7282,  6830,  9118,  6830 },
-    {  6830,  6428,  8640,  6428,  6830,  6428,  8640,  6428 },
-    {  9118,  8640, 11570,  8640,  9118,  8640, 11570,  8640 },
-    {  6830,  6428,  8640,  6428,  6830,  6428,  8640,  6428 },
-    {  7282,  6830,  9118,  6830,  7282,  6830,  9118,  6830 },
-    {  6830,  6428,  8640,  6428,  6830,  6428,  8640,  6428 },
-    {  9118,  8640, 11570,  8640,  9118,  8640, 11570,  8640 },
-    {  6830,  6428,  8640,  6428,  6830,  6428,  8640,  6428 }
-  }
-};
-
-static const int i_chroma_qp_table[52] =
-{
-     0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9,
-    10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19,
-    20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29,
-    29, 30, 31, 32, 32, 33, 34, 34, 35, 35,
-    36, 36, 37, 37, 37, 38, 38, 38, 39, 39,
-    39, 39
-};
-
 /****************************************************************************
  * Scan and Quant functions
  ****************************************************************************/
@@ -179,180 +97,56 @@ static inline void scan_zigzag_2x2_dc( int level[4], int16_t dct[2][2] )
 }
 #undef ZIG
 
-static void quant_8x8( int16_t dct[8][8], int i_qscale, int b_intra )
-{
-    const int i_qbits = 16 + i_qscale / 6;
-    const int i_mf = i_qscale % 6;
-    const int f = ( 1 << i_qbits ) / ( b_intra ? 3 : 6 );
-
-    int x,y;
-    for( y = 0; y < 8; y++ )
-    {
-        for( x = 0; x < 8; x++ )
-        {
-            if( dct[y][x] > 0 )
-                dct[y][x] = ( f + dct[y][x] * quant8_mf[i_mf][y][x] ) >> i_qbits;
-            else
-                dct[y][x] = - ( ( f - dct[y][x] * quant8_mf[i_mf][y][x] ) >> i_qbits );
-        }
-    }
+#define ZIG(i,y,x) {\
+    int o = x+y*i_stride;\
+    level[i] = p_src[o] - p_dst[o];\
+    p_dst[o] = p_src[o];\
 }
-static void quant_4x4( int16_t dct[4][4], int i_qscale, int b_intra )
+static inline void sub_zigzag_4x4full( int level[16], const uint8_t *p_src, uint8_t *p_dst, int i_stride )
 {
-    const int i_qbits = 15 + i_qscale / 6;
-    const int i_mf = i_qscale % 6;
-    const int f = ( 1 << i_qbits ) / ( b_intra ? 3 : 6 );
-
-    int x,y;
-    for( y = 0; y < 4; y++ )
-    {
-        for( x = 0; x < 4; x++ )
-        {
-            if( dct[y][x] > 0 )
-                dct[y][x] = ( f + dct[y][x] * quant_mf[i_mf][y][x] ) >> i_qbits;
-            else
-                dct[y][x] = - ( ( f - dct[y][x] * quant_mf[i_mf][y][x] ) >> i_qbits );
-        }
-    }
+    ZIG( 0,0,0) ZIG( 1,0,1) ZIG( 2,1,0) ZIG( 3,2,0)
+    ZIG( 4,1,1) ZIG( 5,0,2) ZIG( 6,0,3) ZIG( 7,1,2)
+    ZIG( 8,2,1) ZIG( 9,3,0) ZIG(10,3,1) ZIG(11,2,2)
+    ZIG(12,1,3) ZIG(13,2,3) ZIG(14,3,2) ZIG(15,3,3)
 }
-static void quant_4x4_dc( int16_t dct[4][4], int i_qscale )
+static inline void sub_zigzag_4x4( int level[15], const uint8_t *p_src, uint8_t *p_dst, int i_stride )
 {
-    const int i_qbits = 15 + i_qscale / 6;
-    const int f2 = ( 2 << i_qbits ) / 3;
-    const int i_qmf = quant_mf[i_qscale%6][0][0];
-    int x,y;
-
-    for( y = 0; y < 4; y++ )
-    {
-        for( x = 0; x < 4; x++ )
-        {
-            if( dct[y][x] > 0 )
-                dct[y][x] =( f2 + dct[y][x]  * i_qmf) >> ( 1 + i_qbits );
-            else
-                dct[y][x] = - ( ( f2 - dct[y][x]  * i_qmf ) >> (1 + i_qbits ) );
-        }
-    }
+                ZIG( 0,0,1) ZIG( 1,1,0) ZIG( 2,2,0)
+    ZIG( 3,1,1) ZIG( 4,0,2) ZIG( 5,0,3) ZIG( 6,1,2)
+    ZIG( 7,2,1) ZIG( 8,3,0) ZIG( 9,3,1) ZIG(10,2,2)
+    ZIG(11,1,3) ZIG(12,2,3) ZIG(13,3,2) ZIG(14,3,3)
 }
-static void quant_2x2_dc( int16_t dct[2][2], int i_qscale, int b_intra )
-{
-    int const i_qbits = 15 + i_qscale / 6;
-    const int f2 = ( 2 << i_qbits ) / ( b_intra ? 3 : 6 );
-    const int i_qmf = quant_mf[i_qscale%6][0][0];
+#undef ZIG
 
-    int x,y;
-    for( y = 0; y < 2; y++ )
-    {
-        for( x = 0; x < 2; x++ )
-        {
-            if( dct[y][x] > 0 )
-                dct[y][x] =( f2 + dct[y][x]  * i_qmf) >> ( 1 + i_qbits );
-            else
-                dct[y][x] = - ( ( f2 - dct[y][x]  * i_qmf ) >> (1 + i_qbits ) );
-        }
-    }
-}
-#if 0
-/* From a JVT doc */
-static const int f_deadzone_intra[4][4][2] = /* [num][den] */
-{
-    { {1,2}, {3,7}, {2,5}, {1,3} },
-    { {3,7}, {2,5}, {1,3}, {1,4} },
-    { {2,5}, {1,3}, {1,4}, {1,5} },
-    { {1,3}, {1,4}, {1,5}, {1,5} }
-};
-static const int f_deadzone_inter[4][4][2] = /* [num][den] */
+static void quant_8x8( x264_t *h, int16_t dct[8][8], int quant_mf[6][8][8], int i_qscale, int b_intra )
 {
-    { {1,3}, {2,7}, {4,15},{2,9} },
-    { {2,7}, {4,15},{2,9}, {1,6} },
-    { {4,15},{2,9}, {1,6}, {1,7} },
-    { {2,9}, {1,6}, {1,7}, {2,15} }
-};
-
-
-static void quant_4x4( int16_t dct[4][4], int i_qscale, int b_intra )
+    const int i_qbits = 16 + i_qscale / 6;
+    const int i_mf = i_qscale % 6;
+    const int f = ( 1 << i_qbits ) / ( b_intra ? 3 : 6 );
+    h->quantf.quant_8x8_core( dct, quant_mf[i_mf], i_qbits, f );
+}
+static void quant_4x4( x264_t *h, int16_t dct[4][4], int quant_mf[6][4][4], int i_qscale, int b_intra )
 {
-    const int(*f_deadzone)[4][4][2] = b_intra ? &f_deadzone_intra : &f_deadzone_inter;
     const int i_qbits = 15 + i_qscale / 6;
     const int i_mf = i_qscale % 6;
-
-    int x,y;
-    for( y = 0; y < 4; y++ )
-    {
-        for( x = 0; x < 4; x++ )
-        {
-#if 0
-            const int f = b_intra ?
-                          (f_deadzone_intra[y][x][0] * ( 1 << i_qbits ) / f_deadzone_intra[y][x][1])
-                          :
-                          (f_deadzone_inter[y][x][0] * ( 1 << i_qbits ) / f_deadzone_inter[y][x][1]);
-#else
-            const int f = (*f_deadzone)[y][x][0] * ( 1 << i_qbits ) / (*f_deadzone)[y][x][1];
-#endif
-
-            if( dct[y][x] > 0 )
-            {
-                dct[y][x] =( f + dct[y][x]  * quant_mf[i_mf][y][x] ) >> i_qbits;
-            }
-            else
-            {
-                dct[y][x] = - ( ( f - dct[y][x]  * quant_mf[i_mf][y][x] ) >> i_qbits );
-            }
-        }
-    }
+    const int f = ( 1 << i_qbits ) / ( b_intra ? 3 : 6 );
+    h->quantf.quant_4x4_core( dct, quant_mf[i_mf], i_qbits, f );
 }
-
-static void quant_4x4_dc( int16_t dct[4][4], int i_qscale )
+static void quant_4x4_dc( x264_t *h, int16_t dct[4][4], int quant_mf[6][4][4], int i_qscale )
 {
-    const int i_qbits = 15 + i_qscale / 6;
-    const int i_qmf = quant_mf[i_qscale%6][0][0];
-    const int f2 = f_deadzone_intra[0][0][0] * ( 2 << i_qbits ) / f_deadzone_intra[0][0][1];
-    int x,y;
-
-    for( y = 0; y < 4; y++ )
-    {
-        for( x = 0; x < 4; x++ )
-        {
-
-            if( dct[y][x] > 0 )
-            {
-                dct[y][x] =( f2 + dct[y][x]  * i_qmf) >> ( 1 + i_qbits );
-            }
-            else
-            {
-                dct[y][x] = - ( ( f2 - dct[y][x]  * i_qmf ) >> (1 + i_qbits ) );
-            }
-        }
-    }
+    const int i_qbits = 16 + i_qscale / 6;
+    const int i_mf = i_qscale % 6;
+    const int f = ( 1 << i_qbits ) / 3;
+    h->quantf.quant_4x4_dc_core( dct, quant_mf[i_mf][0][0], i_qbits, f );
 }
-
-static void quant_2x2_dc( int16_t dct[2][2], int i_qscale, int b_intra )
+static void quant_2x2_dc( x264_t *h, int16_t dct[2][2], int quant_mf[6][4][4], int i_qscale, int b_intra )
 {
-    int const i_qbits = 15 + i_qscale / 6;
-    const int i_qmf = quant_mf[i_qscale%6][0][0];
-    const int f2 = b_intra ?
-                   (f_deadzone_intra[0][0][0] * ( 2 << i_qbits ) / f_deadzone_intra[0][0][1])
-                   :
-                   (f_deadzone_inter[0][0][0] * ( 2 << i_qbits ) / f_deadzone_inter[0][0][1]);
-    int x,y;
-    for( y = 0; y < 2; y++ )
-    {
-        for( x = 0; x < 2; x++ )
-        {
-            if( dct[y][x] > 0 )
-            {
-                dct[y][x] =( f2 + dct[y][x]  * i_qmf) >> ( 1 + i_qbits );
-            }
-            else
-            {
-                dct[y][x] = - ( ( f2 - dct[y][x]  * i_qmf ) >> (1 + i_qbits ) );
-            }
-        }
-    }
+    const int i_qbits = 16 + i_qscale / 6;
+    const int i_mf = i_qscale % 6;
+    const int f = ( 1 << i_qbits ) / ( b_intra ? 3 : 6 );
+    h->quantf.quant_2x2_dc_core( dct, quant_mf[i_mf][0][0], i_qbits, f );
 }
 
-
-#endif
-
 /* (ref: JVT-B118)
  * x264_mb_decimate_score: given dct coeffs it returns a score to see if we could empty this dct coeffs
  * to 0 (low score means set it to null)
@@ -405,10 +199,23 @@ void x264_mb_encode_i4x4( x264_t *h, int idx, int i_qscale )
     uint8_t *p_dst = &h->mb.pic.p_fdec[0][i_offset];
     int16_t dct4x4[4][4];
 
+    if( h->mb.b_lossless )
+    {
+        sub_zigzag_4x4full( h->dct.block[idx].luma4x4, p_src, p_dst, i_stride );
+        return;
+    }
+
     h->dctf.sub4x4_dct( dct4x4, p_src, i_stride, p_dst, i_stride );
-    quant_4x4( dct4x4, i_qscale, 1 );
+
+    if( h->mb.b_noise_reduction )
+        x264_denoise_dct( h, (int16_t*)dct4x4 );
+    if( h->mb.b_trellis )
+        x264_quant_4x4_trellis( h, dct4x4, CQM_4IY, i_qscale, DCT_LUMA_4x4, 1 );
+    else
+        quant_4x4( h, dct4x4, h->quant4_mf[CQM_4IY], i_qscale, 1 );
+
     scan_zigzag_4x4full( h->dct.block[idx].luma4x4, dct4x4 );
-    x264_mb_dequant_4x4( dct4x4, i_qscale );
+    h->quantf.dequant_4x4( dct4x4, h->dequant4_mf[CQM_4IY], i_qscale );
 
     /* output samples to fdec */
     h->dctf.add4x4_idct( p_dst, i_stride, dct4x4 );
@@ -423,9 +230,16 @@ void x264_mb_encode_i8x8( x264_t *h, int idx, int i_qscale )
     int16_t dct8x8[8][8];
 
     h->dctf.sub8x8_dct8( dct8x8, p_src, i_stride, p_dst, i_stride );
-    quant_8x8( dct8x8, i_qscale, 1 );
+
+    if( h->mb.b_noise_reduction )
+        x264_denoise_dct( h, (int16_t*)dct8x8 );
+    if( h->mb.b_trellis )
+        x264_quant_8x8_trellis( h, dct8x8, CQM_8IY, i_qscale, 1 );
+    else 
+        quant_8x8( h, dct8x8, h->quant8_mf[CQM_8IY], i_qscale, 1 );
+
     scan_zigzag_8x8full( h->dct.luma8x8[idx], dct8x8 );
-    x264_mb_dequant_8x8( dct8x8, i_qscale );
+    h->quantf.dequant_8x8( dct8x8, h->dequant8_mf[CQM_8IY], i_qscale );
     h->dctf.add8x8_idct8( p_dst, i_stride, dct8x8 );
 }
 
@@ -439,6 +253,19 @@ static void x264_mb_encode_i16x16( x264_t *h, int i_qscale )
 
     int i;
 
+    if( h->mb.b_lossless )
+    {
+        for( i = 0; i < 16; i++ )
+        {
+            int o = block_idx_x[i]*4 + block_idx_y[i]*4*i_stride;
+            sub_zigzag_4x4( h->dct.block[i].residual_ac, p_src+o, p_dst+o, i_stride );
+            dct4x4[0][block_idx_y[i]][block_idx_x[i]] = p_src[o] - p_dst[o];
+            p_dst[o] = p_src[o];
+        }
+        scan_zigzag_4x4full( h->dct.luma16x16_dc, dct4x4[0] );
+        return;
+    }
+
     h->dctf.sub16x16_dct( &dct4x4[1], p_src, i_stride, p_dst, i_stride );
     for( i = 0; i < 16; i++ )
     {
@@ -446,18 +273,24 @@ static void x264_mb_encode_i16x16( x264_t *h, int i_qscale )
         dct4x4[0][block_idx_y[i]][block_idx_x[i]] = dct4x4[1+i][0][0];
 
         /* quant/scan/dequant */
-        quant_4x4( dct4x4[1+i], i_qscale, 1 );
+        if( h->mb.b_noise_reduction )
+            x264_denoise_dct( h, (int16_t*)dct4x4[i] );
+        if( h->mb.b_trellis )
+            x264_quant_4x4_trellis( h, dct4x4[1+i], CQM_4IY, i_qscale, DCT_LUMA_AC, 1 );
+        else
+            quant_4x4( h, dct4x4[1+i], h->quant4_mf[CQM_4IY], i_qscale, 1 );
+
         scan_zigzag_4x4( h->dct.block[i].residual_ac, dct4x4[1+i] );
-        x264_mb_dequant_4x4( dct4x4[1+i], i_qscale );
+        h->quantf.dequant_4x4( dct4x4[1+i], h->dequant4_mf[CQM_4IY], i_qscale );
     }
 
     h->dctf.dct4x4dc( dct4x4[0] );
-    quant_4x4_dc( dct4x4[0], i_qscale );
+    quant_4x4_dc( h, dct4x4[0], h->quant4_mf[CQM_4IY], i_qscale );
     scan_zigzag_4x4full( h->dct.luma16x16_dc, dct4x4[0] );
 
     /* output samples to fdec */
     h->dctf.idct4x4dc( dct4x4[0] );
-    x264_mb_dequant_4x4_dc( dct4x4[0], i_qscale );  /* XXX not inversed */
+    x264_mb_dequant_4x4_dc( dct4x4[0], h->dequant4_mf[CQM_4IY], i_qscale );  /* XXX not inversed */
 
     /* calculate dct coeffs */
     for( i = 0; i < 16; i++ )
@@ -483,6 +316,18 @@ static void x264_mb_encode_8x8_chroma( x264_t *h, int b_inter, int i_qscale )
         int16_t dct2x2[2][2];
         int16_t dct4x4[4][4][4];
 
+        if( h->mb.b_lossless )
+        {
+            for( i = 0; i < 4; i++ )
+            {
+                int o = block_idx_x[i]*4 + block_idx_y[i]*4*i_stride;
+                sub_zigzag_4x4( h->dct.block[16+i+ch*4].residual_ac, p_src+o, p_dst+o, i_stride );
+                h->dct.chroma_dc[ch][i] = p_src[o] - p_dst[o];
+                p_dst[o] = p_src[o];
+            }
+            continue;
+        }
+            
         h->dctf.sub8x8_dct( dct4x4, p_src, i_stride, p_dst, i_stride );
         /* calculate dct coeffs */
         for( i = 0; i < 4; i++ )
@@ -490,9 +335,9 @@ static void x264_mb_encode_8x8_chroma( x264_t *h, int b_inter, int i_qscale )
             /* copy dc coeff */
             dct2x2[block_idx_y[i]][block_idx_x[i]] = dct4x4[i][0][0];
 
-            quant_4x4( dct4x4[i], i_qscale, b_inter ? 0 : 1 );
+            /* no trellis; it doesn't seem to help chroma noticeably */
+            quant_4x4( h, dct4x4[i], h->quant4_mf[CQM_4IC + b_inter], i_qscale, !b_inter );
             scan_zigzag_4x4( h->dct.block[16+i+ch*4].residual_ac, dct4x4[i] );
-            x264_mb_dequant_4x4( dct4x4[i], i_qscale );
 
             if( b_inter )
             {
@@ -501,38 +346,30 @@ static void x264_mb_encode_8x8_chroma( x264_t *h, int b_inter, int i_qscale )
         }
 
         h->dctf.dct2x2dc( dct2x2 );
-        quant_2x2_dc( dct2x2, i_qscale, b_inter ? 0 : 1 );
+        quant_2x2_dc( h, dct2x2, h->quant4_mf[CQM_4IC + b_inter], i_qscale, !b_inter );
         scan_zigzag_2x2_dc( h->dct.chroma_dc[ch], dct2x2 );
 
         /* output samples to fdec */
         h->dctf.idct2x2dc( dct2x2 );
-        x264_mb_dequant_2x2_dc( dct2x2, i_qscale );  /* XXX not inversed */
+        x264_mb_dequant_2x2_dc( dct2x2, h->dequant4_mf[CQM_4IC + b_inter], i_qscale );  /* XXX not inversed */
 
         if( b_inter && i_decimate_score < 7 )
         {
             /* Near null chroma 8x8 block so make it null (bits saving) */
+            memset( dct4x4, 0, sizeof( dct4x4 ) );
+            memset( &h->dct.block[16+ch*4], 0, 4 * sizeof( *h->dct.block ) );
+        }
+        else
+        {
             for( i = 0; i < 4; i++ )
-            {
-                int x, y;
-                for( x = 0; x < 15; x++ )
-                {
-                    h->dct.block[16+i+ch*4].residual_ac[x] = 0;
-                }
-                for( x = 0; x < 4; x++ )
-                {
-                    for( y = 0; y < 4; y++ )
-                    {
-                        dct4x4[i][x][y] = 0;
-                    }
-                }
-            }
+                h->quantf.dequant_4x4( dct4x4[i], h->dequant4_mf[CQM_4IC + b_inter], i_qscale );
         }
 
         /* calculate dct coeffs */
         for( i = 0; i < 4; i++ )
         {
             /* copy dc coeff */
-            dct4x4[i][0][0] = dct2x2[block_idx_y[i]][block_idx_x[i]];
+            dct4x4[i][0][0] = dct2x2[0][i];
         }
         h->dctf.add8x8_idct( p_dst, i_stride, dct4x4 );
     }
@@ -587,7 +424,7 @@ void x264_macroblock_encode_pskip( x264_t *h )
 void x264_macroblock_encode( x264_t *h )
 {
     int i_cbp_dc = 0;
-    int i_qscale;
+    int i_qp = h->mb.i_qp;
     int i;
 
     if( h->mb.i_type == P_SKIP )
@@ -604,23 +441,19 @@ void x264_macroblock_encode( x264_t *h )
         return;
     }
 
-    /* quantification scale */
-    i_qscale = h->mb.qp[h->mb.i_mb_xy];
-
     if( h->mb.i_type == I_16x16 )
     {
         const int i_mode = h->mb.i_intra16x16_pred_mode;
+        h->mb.b_transform_8x8 = 0;
         /* do the right prediction */
         h->predict_16x16[i_mode]( h->mb.pic.p_fdec[0], h->mb.pic.i_stride[0] );
 
         /* encode the 16x16 macroblock */
-        x264_mb_encode_i16x16( h, i_qscale );
-
-        /* fix the pred mode value */
-        h->mb.i_intra16x16_pred_mode = x264_mb_pred_mode16x16_fix[i_mode];
+        x264_mb_encode_i16x16( h, i_qp );
     }
     else if( h->mb.i_type == I_8x8 )
     {
+        h->mb.b_transform_8x8 = 1;
         for( i = 0; i < 4; i++ )
         {
             const int i_dst = h->mb.pic.i_stride[0];
@@ -628,21 +461,24 @@ void x264_macroblock_encode( x264_t *h )
             int      i_mode = h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[4*i]];
 
             h->predict_8x8[i_mode]( p_dst, i_dst, h->mb.i_neighbour8[i] );
-            x264_mb_encode_i8x8( h, i, i_qscale );
-            h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[4*i]] = x264_mb_pred_mode4x4_fix(i_mode);
+            x264_mb_encode_i8x8( h, i, i_qp );
         }
     }
     else if( h->mb.i_type == I_4x4 )
     {
+        h->mb.b_transform_8x8 = 0;
         for( i = 0; i < 16; i++ )
         {
             const int i_dst = h->mb.pic.i_stride[0];
             uint8_t  *p_dst = &h->mb.pic.p_fdec[0][4 * block_idx_x[i] + 4 * block_idx_y[i] * i_dst];
             int      i_mode = h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[i]];
 
+            if( (h->mb.i_neighbour4[i] & (MB_TOPRIGHT|MB_TOP)) == MB_TOP )
+                /* emulate missing topright samples */
+                *(uint32_t*) &p_dst[4 - i_dst] = p_dst[3 - i_dst] * 0x01010101U;
+
             h->predict_4x4[i_mode]( p_dst, i_dst );
-            x264_mb_encode_i4x4( h, i, i_qscale );
-            h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[i]] = x264_mb_pred_mode4x4_fix(i_mode);
+            x264_mb_encode_i4x4( h, i, i_qp );
         }
     }
     else    /* Inter MB */
@@ -653,38 +489,63 @@ void x264_macroblock_encode( x264_t *h )
         /* Motion compensation */
         x264_mb_mc( h );
 
-        if( h->mb.b_transform_8x8 )
+        if( h->mb.b_lossless )
+        {
+            for( i4x4 = 0; i4x4 < 16; i4x4++ )
+            {
+                int o = block_idx_x[i4x4]*4 + block_idx_y[i4x4]*4 * h->mb.pic.i_stride[0];
+                sub_zigzag_4x4full( h->dct.block[i4x4].luma4x4, h->mb.pic.p_fenc[0]+o, h->mb.pic.p_fdec[0]+o, h->mb.pic.i_stride[0] );
+            }
+        }
+        else if( h->mb.b_transform_8x8 )
         {
             int16_t dct8x8[4][8][8];
+            int nnz8x8[4] = {1,1,1,1};
             h->dctf.sub16x16_dct8( dct8x8,
                                    h->mb.pic.p_fenc[0], h->mb.pic.i_stride[0],
                                    h->mb.pic.p_fdec[0], h->mb.pic.i_stride[0] );
 
             for( idx = 0; idx < 4; idx++ )
             {
-                int i_decimate_8x8;
+                if( h->mb.b_noise_reduction )
+                    x264_denoise_dct( h, (int16_t*)dct8x8[idx] );
+                if( h->mb.b_trellis )
+                    x264_quant_8x8_trellis( h, dct8x8[idx], CQM_8PY, i_qp, 0 );
+                else
+                    quant_8x8( h, dct8x8[idx], h->quant8_mf[CQM_8PY], i_qp, 0 );
 
-                quant_8x8( dct8x8[idx], i_qscale, 0 );
                 scan_zigzag_8x8full( h->dct.luma8x8[idx], dct8x8[idx] );
-                x264_mb_dequant_8x8( dct8x8[idx], i_qscale );
 
-                i_decimate_8x8 = x264_mb_decimate_score( h->dct.luma8x8[idx], 64 );
-                i_decimate_mb += i_decimate_8x8;
-                if( i_decimate_8x8 < 4 )
+                if( !h->mb.b_trellis )
                 {
-                    memset( h->dct.luma8x8[idx], 0, sizeof( h->dct.luma8x8[idx] ) );
-                    memset( dct8x8[idx], 0, sizeof( dct8x8[idx] ) );
+                    int i_decimate_8x8 = x264_mb_decimate_score( h->dct.luma8x8[idx], 64 );
+                    i_decimate_mb += i_decimate_8x8;
+                    if( i_decimate_8x8 < 4 )
+                    {
+                        memset( h->dct.luma8x8[idx], 0, sizeof( h->dct.luma8x8[idx] ) );
+                        memset( dct8x8[idx], 0, sizeof( dct8x8[idx] ) );
+                        nnz8x8[idx] = 0;
+                    }
                 }
             }
 
-            if( i_decimate_mb < 6 )
+            if( i_decimate_mb < 6 && !h->mb.b_trellis )
                 memset( h->dct.luma8x8, 0, sizeof( h->dct.luma8x8 ) );
             else
-                h->dctf.add16x16_idct8( h->mb.pic.p_fdec[0], h->mb.pic.i_stride[0], dct8x8 );
+            {
+                const int stride = h->mb.pic.i_stride[0];
+                for( idx = 0; idx < 4; idx++ )
+                    if( nnz8x8[idx] )
+                    {
+                        h->quantf.dequant_8x8( dct8x8[idx], h->dequant8_mf[CQM_8PY], i_qp );
+                        h->dctf.add8x8_idct8( &h->mb.pic.p_fdec[0][(idx&1)*8 + (idx>>1)*8*stride], stride, dct8x8[idx] );
+                    }
+            }
         }
         else
         {
             int16_t dct4x4[16][4][4];
+            int nnz8x8[4] = {1,1,1,1};
             h->dctf.sub16x16_dct( dct4x4,
                                   h->mb.pic.p_fenc[0], h->mb.pic.i_stride[0],
                                   h->mb.pic.p_fdec[0], h->mb.pic.i_stride[0] );
@@ -699,9 +560,14 @@ void x264_macroblock_encode( x264_t *h )
                 {
                     idx = i8x8 * 4 + i4x4;
 
-                    quant_4x4( dct4x4[idx], i_qscale, 0 );
+                    if( h->mb.b_noise_reduction )
+                        x264_denoise_dct( h, (int16_t*)dct4x4[idx] );
+                    if( h->mb.b_trellis )
+                        x264_quant_4x4_trellis( h, dct4x4[idx], CQM_4PY, i_qp, DCT_LUMA_4x4, 0 );
+                    else
+                        quant_4x4( h, dct4x4[idx], h->quant4_mf[CQM_4PY], i_qp, 0 );
+
                     scan_zigzag_4x4full( h->dct.block[idx].luma4x4, dct4x4[idx] );
-                    x264_mb_dequant_4x4( dct4x4[idx], i_qscale );
 
                     i_decimate_8x8 += x264_mb_decimate_score( h->dct.block[idx].luma4x4, 16 );
                 }
@@ -710,43 +576,39 @@ void x264_macroblock_encode( x264_t *h )
                 i_decimate_mb += i_decimate_8x8;
                 if( i_decimate_8x8 < 4 )
                 {
-                    for( i4x4 = 0; i4x4 < 4; i4x4++ )
-                    {
-                        int x, y;
-                        idx = i8x8 * 4 + i4x4;
-                        for( i = 0; i < 16; i++ )
-                            h->dct.block[idx].luma4x4[i] = 0;
-                        for( x = 0; x < 4; x++ )
-                            for( y = 0; y < 4; y++ )
-                                dct4x4[idx][x][y] = 0;
-                    }
+                    memset( &dct4x4[i8x8*4], 0, 4 * sizeof( *dct4x4 ) );
+                    memset( &h->dct.block[i8x8*4], 0, 4 * sizeof( *h->dct.block ) );
+                    nnz8x8[i8x8] = 0;
                 }
             }
 
             if( i_decimate_mb < 6 )
-                for( idx = 0; idx < 16; idx++ )
-                    for( i = 0; i < 16; i++ )
-                        h->dct.block[idx].luma4x4[i] = 0;
+                memset( h->dct.block, 0, 16 * sizeof( *h->dct.block ) );
             else
-                h->dctf.add16x16_idct( h->mb.pic.p_fdec[0], h->mb.pic.i_stride[0], dct4x4 );
+            {
+                const int stride = h->mb.pic.i_stride[0];
+                for( i8x8 = 0; i8x8 < 4; i8x8++ )
+                    if( nnz8x8[i8x8] )
+                    {
+                        for( i = 0; i < 4; i++ )
+                            h->quantf.dequant_4x4( dct4x4[i8x8*4+i], h->dequant4_mf[CQM_4PY], i_qp );
+                        h->dctf.add8x8_idct( &h->mb.pic.p_fdec[0][(i8x8&1)*8 + (i8x8>>1)*8*stride], stride, &dct4x4[i8x8*4] );
+                    }
+            }
         }
     }
 
     /* encode chroma */
-    i_qscale = i_chroma_qp_table[x264_clip3( i_qscale + h->pps->i_chroma_qp_index_offset, 0, 51 )];
+    i_qp = i_chroma_qp_table[x264_clip3( i_qp + h->pps->i_chroma_qp_index_offset, 0, 51 )];
     if( IS_INTRA( h->mb.i_type ) )
     {
         const int i_mode = h->mb.i_chroma_pred_mode;
-        /* do the right prediction */
         h->predict_8x8c[i_mode]( h->mb.pic.p_fdec[1], h->mb.pic.i_stride[1] );
         h->predict_8x8c[i_mode]( h->mb.pic.p_fdec[2], h->mb.pic.i_stride[2] );
-
-        /* fix the pred mode value */
-        h->mb.i_chroma_pred_mode = x264_mb_pred_mode8x8c_fix[i_mode];
     }
 
     /* encode the 8x8 blocks */
-    x264_mb_encode_8x8_chroma( h, !IS_INTRA( h->mb.i_type ), i_qscale );
+    x264_mb_encode_8x8_chroma( h, !IS_INTRA( h->mb.i_type ), i_qp );
 
     /* Calculate the Luma/Chroma patern and non_zero_count */
     h->mb.i_cbp_luma = 0x00;
@@ -762,8 +624,8 @@ void x264_macroblock_encode( x264_t *h )
     }
     else if( h->mb.b_transform_8x8 )
     {
-        /* coded_block_flag is enough for CABAC,
-         * but CAVLC needs the full non_zero_count. */
+        /* coded_block_flag is enough for CABAC.
+         * the full non_zero_count is done only in CAVLC. */
         for( i = 0; i < 4; i++ )
         {
             const int nz = array_non_zero( h->dct.luma8x8[i], 64 );
@@ -796,53 +658,35 @@ void x264_macroblock_encode( x264_t *h )
             h->mb.i_cbp_chroma = 0x02;    /* dc+ac (we can't do only ac) */
         }
     }
-    if( h->mb.i_cbp_chroma == 0x00 &&
-        ( array_non_zero_count( h->dct.chroma_dc[0], 4 ) > 0 || array_non_zero_count( h->dct.chroma_dc[1], 4 ) ) > 0 )
+    if( h->mb.i_cbp_chroma == 0x00 && array_non_zero( h->dct.chroma_dc[0], 8 ) )
     {
         h->mb.i_cbp_chroma = 0x01;    /* dc only */
     }
 
     if( h->param.b_cabac )
     {
-        if( h->mb.i_type == I_16x16 && array_non_zero_count( h->dct.luma16x16_dc, 16 ) > 0 )
-            i_cbp_dc = 0x01;
-        else
-            i_cbp_dc = 0x00;
-
-        if( array_non_zero_count( h->dct.chroma_dc[0], 4 ) > 0 )
-            i_cbp_dc |= 0x02;
-        if( array_non_zero_count( h->dct.chroma_dc[1], 4 ) > 0 )
-            i_cbp_dc |= 0x04;
+        i_cbp_dc = ( h->mb.i_type == I_16x16 && array_non_zero( h->dct.luma16x16_dc, 16 ) )
+                 | array_non_zero( h->dct.chroma_dc[0], 4 ) << 1
+                 | array_non_zero( h->dct.chroma_dc[1], 4 ) << 2;
     }
 
     /* store cbp */
     h->mb.cbp[h->mb.i_mb_xy] = (i_cbp_dc << 8) | (h->mb.i_cbp_chroma << 4) | h->mb.i_cbp_luma;
 
-    if( h->mb.i_type != I_16x16 && h->mb.i_cbp_luma == 0 && h->mb.i_cbp_chroma == 0 )
-    {
-        /* It won'y change anything at the decoder side but it is needed else the
-         * decoder will fail to read the next QP */
-        h->mb.qp[h->mb.i_mb_xy] = h->mb.i_last_qp;
-    }
-
-
     /* Check for P_SKIP
      * XXX: in the me perhaps we should take x264_mb_predict_mv_pskip into account
      *      (if multiple mv give same result)*/
     if( h->mb.i_type == P_L0 && h->mb.i_partition == D_16x16 &&
-        h->mb.i_cbp_luma == 0x00 && h->mb.i_cbp_chroma== 0x00 )
+        h->mb.i_cbp_luma == 0x00 && h->mb.i_cbp_chroma== 0x00 &&
+        h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] == 0 )
     {
-        if( h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] == 0 )
-        {
-            int mvp[2];
+        int mvp[2];
 
-            x264_mb_predict_mv_pskip( h, mvp );
-            if( h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][0] == mvp[0] &&
-                h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][1] == mvp[1] )
-            {
-                h->mb.type[h->mb.i_mb_xy] = h->mb.i_type = P_SKIP;
-                h->mb.qp[h->mb.i_mb_xy] = h->mb.i_last_qp;  /* Needed */
-            }
+        x264_mb_predict_mv_pskip( h, mvp );
+        if( h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][0] == mvp[0] &&
+            h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][1] == mvp[1] )
+        {
+            h->mb.i_type = P_SKIP;
         }
     }
 
@@ -850,12 +694,8 @@ void x264_macroblock_encode( x264_t *h )
     if( h->mb.i_type == B_DIRECT &&
         h->mb.i_cbp_luma == 0x00 && h->mb.i_cbp_chroma== 0x00 )
     {
-        h->mb.type[h->mb.i_mb_xy] = h->mb.i_type = B_SKIP;
-        h->mb.qp[h->mb.i_mb_xy] = h->mb.i_last_qp;  /* Needed */
+        h->mb.i_type = B_SKIP;
     }
-
-    if( h->mb.i_cbp_luma == 0 && h->mb.i_type != I_8x8 )
-        h->mb.b_transform_8x8 = 0;
 }
 
 /*****************************************************************************
@@ -869,16 +709,13 @@ int x264_macroblock_probe_skip( x264_t *h, int b_bidir )
     DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct2x2[2][2], 16 );
     DECLARE_ALIGNED( int,     dctscan[16], 16 );
 
-    int i_qp;
+    int i_qp = h->mb.i_qp;
     int mvp[2];
     int ch;
 
     int i8x8, i4x4;
     int i_decimate_mb;
 
-    /* quantization scale */
-    i_qp = h->mb.qp[h->mb.i_mb_xy];
-
     if( !b_bidir )
     {
         /* Get the MV */
@@ -903,7 +740,7 @@ int x264_macroblock_probe_skip( x264_t *h, int b_bidir )
         {
             const int idx = i8x8 * 4 + i4x4;
 
-            quant_4x4( dct4x4[idx], i_qp, 0 );
+            quant_4x4( h, dct4x4[idx], (int(*)[4][4])def_quant4_mf, i_qp, 0 );
             scan_zigzag_4x4full( dctscan, dct4x4[idx] );
 
             i_decimate_mb += x264_mb_decimate_score( dctscan, 16 );
@@ -940,7 +777,7 @@ int x264_macroblock_probe_skip( x264_t *h, int b_bidir )
         dct2x2[1][0] = dct4x4[2][0][0];
         dct2x2[1][1] = dct4x4[3][0][0];
         h->dctf.dct2x2dc( dct2x2 );
-        quant_2x2_dc( dct2x2, i_qp, 0 );
+        quant_2x2_dc( h, dct2x2, (int(*)[4][4])def_quant4_mf, i_qp, 0 );
         if( dct2x2[0][0] || dct2x2[0][1] || dct2x2[1][0] || dct2x2[1][1]  )
         {
             /* can't be */
@@ -950,7 +787,7 @@ int x264_macroblock_probe_skip( x264_t *h, int b_bidir )
         /* calculate dct coeffs */
         for( i4x4 = 0, i_decimate_mb = 0; i4x4 < 4; i4x4++ )
         {
-            quant_4x4( dct4x4[i4x4], i_qp, 0 );
+            quant_4x4( h, dct4x4[i4x4], (int(*)[4][4])def_quant4_mf, i_qp, 0 );
             scan_zigzag_4x4( dctscan, dct4x4[i4x4] );
 
             i_decimate_mb += x264_mb_decimate_score( dctscan, 15 );
@@ -963,3 +800,63 @@ int x264_macroblock_probe_skip( x264_t *h, int b_bidir )
 
     return 1;
 }
+
+/****************************************************************************
+ * DCT-domain noise reduction / adaptive deadzone
+ * from libavcodec
+ ****************************************************************************/
+
+void x264_noise_reduction_update( x264_t *h )
+{
+    int cat, i;
+    for( cat = 0; cat < 4; cat++ )
+    {
+        int b_8x8 = cat >= 2;
+        int size = b_8x8 ? 64 : 16;
+        const int *weight = b_8x8 ? x264_dct8_weight2_tab : x264_dct4_weight2_tab;
+
+        if( h->nr_count[cat] > (b_8x8 ? (1<<16) : (1<<18)) )
+        {
+            for( i = 0; i < size; i++ )
+                h->nr_residual_sum[cat][i] >>= 1;
+            h->nr_count[cat] >>= 1;
+        }
+
+        for( i = 0; i < size; i++ )
+            h->nr_offset[cat][i] =
+                ((uint64_t)h->param.analyse.i_noise_reduction * h->nr_count[cat]
+                 + h->nr_residual_sum[cat][i]/2)
+              / ((uint64_t)h->nr_residual_sum[cat][i] * weight[i]/256 + 1);
+    }
+}
+
+void x264_denoise_dct( x264_t *h, int16_t *dct )
+{
+    const int cat = !IS_INTRA(h->mb.i_type) + 2*h->mb.b_transform_8x8;
+    int i;
+
+    h->nr_count[cat]++;
+
+    for( i = (cat >= 2 ? 63 : 15); i >= 1; i-- )
+    {
+        int level = dct[i];
+        if( level )
+        {
+            if( level > 0 )
+            {
+                h->nr_residual_sum[cat][i] += level;
+                level -= h->nr_offset[cat][i];
+                if( level < 0 )
+                    level = 0;
+            }
+            else
+            {
+                h->nr_residual_sum[cat][i] -= level;
+                level += h->nr_offset[cat][i];
+                if( level > 0 )
+                    level = 0;
+            }
+            dct[i] = level;
+        }
+    }
+}