Merges Guillaume Poirier's AltiVec changes:
[x264/x264-sandbox.git] / encoder / macroblock.c
1 /*****************************************************************************
2  * macroblock.c: h264 encoder library
3  *****************************************************************************
4  * Copyright (C) 2003 Laurent Aimar
5  * $Id: macroblock.c,v 1.1 2004/06/03 19:27:08 fenrir Exp $
6  *
7  * Authors: 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., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
22  *****************************************************************************/
23
24 #include <stdio.h>
25 #include <string.h>
26
27 #include "common/common.h"
28 #include "macroblock.h"
29
30
31 /* def_quant4_mf only for probe_skip; actual encoding uses matrices from set.c */
32 /* FIXME this seems to make better decisions with cqm=jvt, but could screw up
33  * with general custom matrices. */
34 static const DECLARE_ALIGNED ( int, def_quant4_mf[6][4][4], 16) =
35 {
36     { { 13107, 8066, 13107, 8066 }, { 8066, 5243, 8066, 5243 },
37       { 13107, 8066, 13107, 8066 }, { 8066, 5243, 8066, 5243 } },
38     { { 11916, 7490, 11916, 7490 }, { 7490, 4660, 7490, 4660 },
39       { 11916, 7490, 11916, 7490 }, { 7490, 4660, 7490, 4660 } },
40     { { 10082, 6554, 10082, 6554 }, { 6554, 4194, 6554, 4194 },
41       { 10082, 6554, 10082, 6554 }, { 6554, 4194, 6554, 4194 } },
42     { {  9362, 5825,  9362, 5825 }, { 5825, 3647, 5825, 3647 },
43       {  9362, 5825,  9362, 5825 }, { 5825, 3647, 5825, 3647 } },
44     { {  8192, 5243,  8192, 5243 }, { 5243, 3355, 5243, 3355 },
45       {  8192, 5243,  8192, 5243 }, { 5243, 3355, 5243, 3355 } },
46     { {  7282, 4559,  7282, 4559 }, { 4559, 2893, 4559, 2893 },
47       {  7282, 4559,  7282, 4559 }, { 4559, 2893, 4559, 2893 } }
48 };
49
50 #define ZIG(i,y,x) level[i] = dct[x][y];
51 static inline void zigzag_scan_2x2_dc( int level[4], int16_t dct[2][2] )
52 {
53     ZIG(0,0,0)
54     ZIG(1,0,1)
55     ZIG(2,1,0)
56     ZIG(3,1,1)
57 }
58 #undef ZIG
59
60 static void quant_8x8( x264_t *h, int16_t dct[8][8], int quant_mf[6][8][8], int i_qscale, int b_intra )
61 {
62     const int i_qbits = 16 + i_qscale / 6;
63     const int i_mf = i_qscale % 6;
64     const int f = h->mb.i_luma_deadzone[b_intra] << (i_qbits-6);
65     h->quantf.quant_8x8_core( dct, quant_mf[i_mf], i_qbits, f );
66 }
67 static void quant_4x4( x264_t *h, int16_t dct[4][4], int quant_mf[6][4][4], int i_qscale, int b_intra )
68 {
69     const int i_qbits = 15 + i_qscale / 6;
70     const int i_mf = i_qscale % 6;
71     const int f = h->mb.i_luma_deadzone[b_intra] << (i_qbits-6);
72     h->quantf.quant_4x4_core( dct, quant_mf[i_mf], i_qbits, f );
73 }
74 static void quant_4x4_chroma( x264_t *h, int16_t dct[4][4], int quant_mf[6][4][4], int i_qscale, int b_intra )
75 {
76     const int i_qbits = 15 + i_qscale / 6;
77     const int i_mf = i_qscale % 6;
78     const int f = ( 1 << (i_qbits + b_intra) ) / 6;
79     h->quantf.quant_4x4_core( dct, quant_mf[i_mf], i_qbits, f );
80 }
81 static void quant_4x4_dc( x264_t *h, int16_t dct[4][4], int quant_mf[6][4][4], int i_qscale )
82 {
83     const int i_qbits = 16 + i_qscale / 6;
84     const int i_mf = i_qscale % 6;
85     const int f = h->mb.i_luma_deadzone[1] << (i_qbits-6);
86     h->quantf.quant_4x4_dc_core( dct, quant_mf[i_mf][0][0], i_qbits, f );
87 }
88 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 )
89 {
90     const int i_qbits = 16 + i_qscale / 6;
91     const int i_mf = i_qscale % 6;
92     const int f = ( 1 << (i_qbits + b_intra) ) / 6;
93     h->quantf.quant_2x2_dc_core( dct, quant_mf[i_mf][0][0], i_qbits, f );
94 }
95
96 /* (ref: JVT-B118)
97  * x264_mb_decimate_score: given dct coeffs it returns a score to see if we could empty this dct coeffs
98  * to 0 (low score means set it to null)
99  * Used in inter macroblock (luma and chroma)
100  *  luma: for a 8x8 block: if score < 4 -> null
101  *        for the complete mb: if score < 6 -> null
102  *  chroma: for the complete mb: if score < 7 -> null
103  */
104 static int x264_mb_decimate_score( int *dct, int i_max )
105 {
106     static const int i_ds_table4[16] = {
107         3,2,2,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 };
108     static const int i_ds_table8[64] = {
109         3,3,3,3,2,2,2,2,2,2,2,2,1,1,1,1,
110         1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,
111         0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
112         0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 };
113
114     const int *ds_table = (i_max == 64) ? i_ds_table8 : i_ds_table4;
115     int i_score = 0;
116     int idx = i_max - 1;
117
118     while( idx >= 0 && dct[idx] == 0 )
119         idx--;
120
121     while( idx >= 0 )
122     {
123         int i_run;
124
125         if( abs( dct[idx--] ) > 1 )
126             return 9;
127
128         i_run = 0;
129         while( idx >= 0 && dct[idx] == 0 )
130         {
131             idx--;
132             i_run++;
133         }
134         i_score += ds_table[i_run];
135     }
136
137     return i_score;
138 }
139
140 void x264_mb_encode_i4x4( x264_t *h, int idx, int i_qscale )
141 {
142     int x = 4 * block_idx_x[idx];
143     int y = 4 * block_idx_y[idx];
144     uint8_t *p_src = &h->mb.pic.p_fenc[0][x+y*FENC_STRIDE];
145     uint8_t *p_dst = &h->mb.pic.p_fdec[0][x+y*FDEC_STRIDE];
146     DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct4x4[4][4], 16 );
147
148     if( h->mb.b_lossless )
149     {
150         h->zigzagf.sub_4x4( h->dct.block[idx].luma4x4, p_src, p_dst );
151         return;
152     }
153
154     h->dctf.sub4x4_dct( dct4x4, p_src, p_dst );
155
156     if( h->mb.b_trellis )
157         x264_quant_4x4_trellis( h, dct4x4, CQM_4IY, i_qscale, DCT_LUMA_4x4, 1 );
158     else
159         quant_4x4( h, dct4x4, h->quant4_mf[CQM_4IY], i_qscale, 1 );
160
161     h->zigzagf.scan_4x4( h->dct.block[idx].luma4x4, dct4x4 );
162     h->quantf.dequant_4x4( dct4x4, h->dequant4_mf[CQM_4IY], i_qscale );
163
164     /* output samples to fdec */
165     h->dctf.add4x4_idct( p_dst, dct4x4 );
166 }
167
168 void x264_mb_encode_i8x8( x264_t *h, int idx, int i_qscale )
169 {
170     int x = 8 * (idx&1);
171     int y = 8 * (idx>>1);
172     uint8_t *p_src = &h->mb.pic.p_fenc[0][x+y*FENC_STRIDE];
173     uint8_t *p_dst = &h->mb.pic.p_fdec[0][x+y*FDEC_STRIDE];
174     DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct8x8[8][8], 16 );
175
176     h->dctf.sub8x8_dct8( dct8x8, p_src, p_dst );
177
178     if( h->mb.b_trellis )
179         x264_quant_8x8_trellis( h, dct8x8, CQM_8IY, i_qscale, 1 );
180     else 
181         quant_8x8( h, dct8x8, h->quant8_mf[CQM_8IY], i_qscale, 1 );
182
183     h->zigzagf.scan_8x8( h->dct.luma8x8[idx], dct8x8 );
184     h->quantf.dequant_8x8( dct8x8, h->dequant8_mf[CQM_8IY], i_qscale );
185     h->dctf.add8x8_idct8( p_dst, dct8x8 );
186 }
187
188 static void x264_mb_encode_i16x16( x264_t *h, int i_qscale )
189 {
190     uint8_t  *p_src = h->mb.pic.p_fenc[0];
191     uint8_t  *p_dst = h->mb.pic.p_fdec[0];
192
193     DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct4x4[16+1][4][4], 16 );
194
195     int i;
196
197     if( h->mb.b_lossless )
198     {
199         for( i = 0; i < 16; i++ )
200         {
201             int oe = block_idx_x[i]*4 + block_idx_y[i]*4*FENC_STRIDE;
202             int od = block_idx_x[i]*4 + block_idx_y[i]*4*FDEC_STRIDE;
203             h->zigzagf.sub_4x4ac( h->dct.block[i].residual_ac, p_src+oe, p_dst+od );
204             dct4x4[0][block_idx_x[i]][block_idx_y[i]] = p_src[oe] - p_dst[od];
205             p_dst[od] = p_src[oe];
206         }
207         h->zigzagf.scan_4x4( h->dct.luma16x16_dc, dct4x4[0] );
208         return;
209     }
210
211     h->dctf.sub16x16_dct( &dct4x4[1], p_src, p_dst );
212     for( i = 0; i < 16; i++ )
213     {
214         /* copy dc coeff */
215         dct4x4[0][block_idx_y[i]][block_idx_x[i]] = dct4x4[1+i][0][0];
216
217         /* quant/scan/dequant */
218         if( h->mb.b_trellis )
219             x264_quant_4x4_trellis( h, dct4x4[1+i], CQM_4IY, i_qscale, DCT_LUMA_AC, 1 );
220         else
221             quant_4x4( h, dct4x4[1+i], h->quant4_mf[CQM_4IY], i_qscale, 1 );
222
223         h->zigzagf.scan_4x4ac( h->dct.block[i].residual_ac, dct4x4[1+i] );
224         h->quantf.dequant_4x4( dct4x4[1+i], h->dequant4_mf[CQM_4IY], i_qscale );
225     }
226
227     h->dctf.dct4x4dc( dct4x4[0] );
228     quant_4x4_dc( h, dct4x4[0], h->quant4_mf[CQM_4IY], i_qscale );
229     h->zigzagf.scan_4x4( h->dct.luma16x16_dc, dct4x4[0] );
230
231     /* output samples to fdec */
232     h->dctf.idct4x4dc( dct4x4[0] );
233     x264_mb_dequant_4x4_dc( dct4x4[0], h->dequant4_mf[CQM_4IY], i_qscale );  /* XXX not inversed */
234
235     /* calculate dct coeffs */
236     for( i = 0; i < 16; i++ )
237     {
238         /* copy dc coeff */
239         dct4x4[1+i][0][0] = dct4x4[0][block_idx_y[i]][block_idx_x[i]];
240     }
241     /* put pixels to fdec */
242     h->dctf.add16x16_idct( p_dst, &dct4x4[1] );
243 }
244
245 void x264_mb_encode_8x8_chroma( x264_t *h, int b_inter, int i_qscale )
246 {
247     int i, ch;
248     int b_decimate = b_inter && (h->sh.i_type == SLICE_TYPE_B || h->param.analyse.b_dct_decimate);
249
250     for( ch = 0; ch < 2; ch++ )
251     {
252         uint8_t  *p_src = h->mb.pic.p_fenc[1+ch];
253         uint8_t  *p_dst = h->mb.pic.p_fdec[1+ch];
254         int i_decimate_score = 0;
255
256         DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct2x2[2][2] , 16 );
257         DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct4x4[4][4][4], 16 );
258
259         if( h->mb.b_lossless )
260         {
261             for( i = 0; i < 4; i++ )
262             {
263                 int oe = block_idx_x[i]*4 + block_idx_y[i]*4*FENC_STRIDE;
264                 int od = block_idx_x[i]*4 + block_idx_y[i]*4*FDEC_STRIDE;
265                 h->zigzagf.sub_4x4ac( h->dct.block[16+i+ch*4].residual_ac, p_src+oe, p_dst+od );
266                 h->dct.chroma_dc[ch][i] = p_src[oe] - p_dst[od];
267                 p_dst[od] = p_src[oe];
268             }
269             continue;
270         }
271             
272         h->dctf.sub8x8_dct( dct4x4, p_src, p_dst );
273         /* calculate dct coeffs */
274         for( i = 0; i < 4; i++ )
275         {
276             /* copy dc coeff */
277             dct2x2[block_idx_y[i]][block_idx_x[i]] = dct4x4[i][0][0];
278
279             /* no trellis; it doesn't seem to help chroma noticeably */
280             quant_4x4_chroma( h, dct4x4[i], h->quant4_mf[CQM_4IC + b_inter], i_qscale, !b_inter );
281             h->zigzagf.scan_4x4ac( h->dct.block[16+i+ch*4].residual_ac, dct4x4[i] );
282
283             if( b_decimate )
284             {
285                 i_decimate_score += x264_mb_decimate_score( h->dct.block[16+i+ch*4].residual_ac, 15 );
286             }
287         }
288
289         h->dctf.dct2x2dc( dct2x2 );
290         quant_2x2_dc( h, dct2x2, h->quant4_mf[CQM_4IC + b_inter], i_qscale, !b_inter );
291         zigzag_scan_2x2_dc( h->dct.chroma_dc[ch], dct2x2 );
292
293         /* output samples to fdec */
294         h->dctf.idct2x2dc( dct2x2 );
295         x264_mb_dequant_2x2_dc( dct2x2, h->dequant4_mf[CQM_4IC + b_inter], i_qscale );  /* XXX not inversed */
296
297         if( b_decimate && i_decimate_score < 7 )
298         {
299             /* Near null chroma 8x8 block so make it null (bits saving) */
300             memset( &h->dct.block[16+ch*4], 0, 4 * sizeof( *h->dct.block ) );
301             if( !array_non_zero( (int*)dct2x2, sizeof(dct2x2)/sizeof(int) ) )
302                 continue;
303             memset( dct4x4, 0, sizeof( dct4x4 ) );
304         }
305         else
306         {
307             for( i = 0; i < 4; i++ )
308                 h->quantf.dequant_4x4( dct4x4[i], h->dequant4_mf[CQM_4IC + b_inter], i_qscale );
309         }
310
311         for( i = 0; i < 4; i++ )
312             dct4x4[i][0][0] = dct2x2[0][i];
313         h->dctf.add8x8_idct( p_dst, dct4x4 );
314     }
315
316     /* coded block pattern */
317     h->mb.i_cbp_chroma = 0;
318     for( i = 0; i < 8; i++ )
319     {
320         int nz = array_non_zero_count( h->dct.block[16+i].residual_ac, 15 );
321         h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[16+i]] = nz;
322         h->mb.i_cbp_chroma |= nz;
323     }
324     if( h->mb.i_cbp_chroma )
325         h->mb.i_cbp_chroma = 2;    /* dc+ac (we can't do only ac) */
326     else if( array_non_zero( h->dct.chroma_dc[0], 8 ) )
327         h->mb.i_cbp_chroma = 1;    /* dc only */
328 }
329
330 static void x264_macroblock_encode_skip( x264_t *h )
331 {
332     int i;
333     h->mb.i_cbp_luma = 0x00;
334     h->mb.i_cbp_chroma = 0x00;
335
336     for( i = 0; i < 16+8; i++ )
337     {
338         h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i]] = 0;
339     }
340
341     /* store cbp */
342     h->mb.cbp[h->mb.i_mb_xy] = 0;
343 }
344
345 /*****************************************************************************
346  * x264_macroblock_encode_pskip:
347  *  Encode an already marked skip block
348  *****************************************************************************/
349 void x264_macroblock_encode_pskip( x264_t *h )
350 {
351     const int mvx = x264_clip3( h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][0],
352                                 h->mb.mv_min[0], h->mb.mv_max[0] );
353     const int mvy = x264_clip3( h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][1],
354                                 h->mb.mv_min[1], h->mb.mv_max[1] );
355
356     /* Motion compensation XXX probably unneeded */
357     h->mc.mc_luma( h->mb.pic.p_fref[0][0], h->mb.pic.i_stride[0],
358                    h->mb.pic.p_fdec[0],    FDEC_STRIDE,
359                    mvx, mvy, 16, 16 );
360
361     /* Chroma MC */
362     h->mc.mc_chroma( h->mb.pic.p_fref[0][0][4], h->mb.pic.i_stride[1],
363                      h->mb.pic.p_fdec[1],       FDEC_STRIDE,
364                      mvx, mvy, 8, 8 );
365
366     h->mc.mc_chroma( h->mb.pic.p_fref[0][0][5], h->mb.pic.i_stride[2],
367                      h->mb.pic.p_fdec[2],       FDEC_STRIDE,
368                      mvx, mvy, 8, 8 );
369
370     x264_macroblock_encode_skip( h );
371 }
372
373 /*****************************************************************************
374  * x264_macroblock_encode:
375  *****************************************************************************/
376 void x264_macroblock_encode( x264_t *h )
377 {
378     int i_cbp_dc = 0;
379     int i_qp = h->mb.i_qp;
380     int b_decimate = h->sh.i_type == SLICE_TYPE_B || h->param.analyse.b_dct_decimate;
381     int b_force_no_skip = 0;
382     int i;
383
384     if( h->sh.b_mbaff
385         && h->mb.i_mb_xy == h->sh.i_first_mb + h->mb.i_mb_stride
386         && IS_SKIP(h->mb.type[h->sh.i_first_mb]) )
387     {
388         /* The first skip is predicted to be a frame mb pair.
389          * We don't yet support the aff part of mbaff, so force it to non-skip
390          * so that we can pick the aff flag. */
391         b_force_no_skip = 1;
392         if( IS_SKIP(h->mb.i_type) )
393         {
394             if( h->mb.i_type == P_SKIP )
395                 h->mb.i_type = P_L0;
396             else if( h->mb.i_type == B_SKIP )
397                 h->mb.i_type = B_DIRECT;
398         }
399     }
400
401     if( h->mb.i_type == P_SKIP )
402     {
403         /* A bit special */
404         x264_macroblock_encode_pskip( h );
405         return;
406     }
407     if( h->mb.i_type == B_SKIP )
408     {
409         /* XXX motion compensation is probably unneeded */
410         x264_mb_mc( h );
411         x264_macroblock_encode_skip( h );
412         return;
413     }
414
415     if( h->mb.i_type == I_16x16 )
416     {
417         const int i_mode = h->mb.i_intra16x16_pred_mode;
418         h->mb.b_transform_8x8 = 0;
419         /* do the right prediction */
420         h->predict_16x16[i_mode]( h->mb.pic.p_fdec[0] );
421
422         /* encode the 16x16 macroblock */
423         x264_mb_encode_i16x16( h, i_qp );
424     }
425     else if( h->mb.i_type == I_8x8 )
426     {
427         DECLARE_ALIGNED( uint8_t, edge[33], 8 );
428         h->mb.b_transform_8x8 = 1;
429         for( i = 0; i < 4; i++ )
430         {
431             uint8_t  *p_dst = &h->mb.pic.p_fdec[0][8 * (i&1) + 8 * (i>>1) * FDEC_STRIDE];
432             int      i_mode = h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[4*i]];
433
434             x264_predict_8x8_filter( p_dst, edge, h->mb.i_neighbour8[i], x264_pred_i4x4_neighbors[i_mode] );
435             h->predict_8x8[i_mode]( p_dst, edge );
436             x264_mb_encode_i8x8( h, i, i_qp );
437         }
438     }
439     else if( h->mb.i_type == I_4x4 )
440     {
441         h->mb.b_transform_8x8 = 0;
442         for( i = 0; i < 16; i++ )
443         {
444             uint8_t  *p_dst = &h->mb.pic.p_fdec[0][4 * block_idx_x[i] + 4 * block_idx_y[i] * FDEC_STRIDE];
445             int      i_mode = h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[i]];
446
447             if( (h->mb.i_neighbour4[i] & (MB_TOPRIGHT|MB_TOP)) == MB_TOP )
448                 /* emulate missing topright samples */
449                 *(uint32_t*) &p_dst[4-FDEC_STRIDE] = p_dst[3-FDEC_STRIDE] * 0x01010101U;
450
451             h->predict_4x4[i_mode]( p_dst );
452             x264_mb_encode_i4x4( h, i, i_qp );
453         }
454     }
455     else    /* Inter MB */
456     {
457         int i8x8, i4x4, idx;
458         int i_decimate_mb = 0;
459
460         /* Motion compensation */
461         x264_mb_mc( h );
462
463         if( h->mb.b_lossless )
464         {
465             for( i4x4 = 0; i4x4 < 16; i4x4++ )
466             {
467                 int x = 4*block_idx_x[i4x4];
468                 int y = 4*block_idx_y[i4x4];
469                 h->zigzagf.sub_4x4( h->dct.block[i4x4].luma4x4,
470                                     h->mb.pic.p_fenc[0]+x+y*FENC_STRIDE,
471                                     h->mb.pic.p_fdec[0]+x+y*FDEC_STRIDE );
472             }
473         }
474         else if( h->mb.b_transform_8x8 )
475         {
476             DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct8x8[4][8][8], 16 );
477             int nnz8x8[4] = {1,1,1,1};
478             b_decimate &= !h->mb.b_trellis; // 8x8 trellis is inherently optimal decimation
479             h->dctf.sub16x16_dct8( dct8x8, h->mb.pic.p_fenc[0], h->mb.pic.p_fdec[0] );
480
481             for( idx = 0; idx < 4; idx++ )
482             {
483                 if( h->mb.b_noise_reduction )
484                     x264_denoise_dct( h, (int16_t*)dct8x8[idx] );
485                 if( h->mb.b_trellis )
486                     x264_quant_8x8_trellis( h, dct8x8[idx], CQM_8PY, i_qp, 0 );
487                 else
488                     quant_8x8( h, dct8x8[idx], h->quant8_mf[CQM_8PY], i_qp, 0 );
489
490                 h->zigzagf.scan_8x8( h->dct.luma8x8[idx], dct8x8[idx] );
491
492                 if( b_decimate )
493                 {
494                     int i_decimate_8x8 = x264_mb_decimate_score( h->dct.luma8x8[idx], 64 );
495                     i_decimate_mb += i_decimate_8x8;
496                     if( i_decimate_8x8 < 4 )
497                     {
498                         memset( h->dct.luma8x8[idx], 0, sizeof( h->dct.luma8x8[idx] ) );
499                         memset( dct8x8[idx], 0, sizeof( dct8x8[idx] ) );
500                         nnz8x8[idx] = 0;
501                     }
502                 }
503                 else
504                     nnz8x8[idx] = array_non_zero( (int*)dct8x8[idx], sizeof(*dct8x8)/sizeof(int) );
505             }
506
507             if( i_decimate_mb < 6 && b_decimate )
508                 memset( h->dct.luma8x8, 0, sizeof( h->dct.luma8x8 ) );
509             else
510             {
511                 for( idx = 0; idx < 4; idx++ )
512                     if( nnz8x8[idx] )
513                     {
514                         h->quantf.dequant_8x8( dct8x8[idx], h->dequant8_mf[CQM_8PY], i_qp );
515                         h->dctf.add8x8_idct8( &h->mb.pic.p_fdec[0][(idx&1)*8 + (idx>>1)*8*FDEC_STRIDE], dct8x8[idx] );
516                     }
517             }
518         }
519         else
520         {
521             DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct4x4[16][4][4], 16 );
522             int nnz8x8[4] = {1,1,1,1};
523             h->dctf.sub16x16_dct( dct4x4, h->mb.pic.p_fenc[0], h->mb.pic.p_fdec[0] );
524
525             for( i8x8 = 0; i8x8 < 4; i8x8++ )
526             {
527                 int i_decimate_8x8;
528
529                 /* encode one 4x4 block */
530                 i_decimate_8x8 = 0;
531                 for( i4x4 = 0; i4x4 < 4; i4x4++ )
532                 {
533                     idx = i8x8 * 4 + i4x4;
534
535                     if( h->mb.b_noise_reduction )
536                         x264_denoise_dct( h, (int16_t*)dct4x4[idx] );
537                     if( h->mb.b_trellis )
538                         x264_quant_4x4_trellis( h, dct4x4[idx], CQM_4PY, i_qp, DCT_LUMA_4x4, 0 );
539                     else
540                         quant_4x4( h, dct4x4[idx], h->quant4_mf[CQM_4PY], i_qp, 0 );
541
542                     h->zigzagf.scan_4x4( h->dct.block[idx].luma4x4, dct4x4[idx] );
543                     
544                     if( b_decimate )
545                         i_decimate_8x8 += x264_mb_decimate_score( h->dct.block[idx].luma4x4, 16 );
546                 }
547
548                 /* decimate this 8x8 block */
549                 i_decimate_mb += i_decimate_8x8;
550                 if( i_decimate_8x8 < 4 && b_decimate )
551                 {
552                     memset( &dct4x4[i8x8*4], 0, 4 * sizeof( *dct4x4 ) );
553                     memset( &h->dct.block[i8x8*4], 0, 4 * sizeof( *h->dct.block ) );
554                     nnz8x8[i8x8] = 0;
555                 }
556             }
557
558             if( i_decimate_mb < 6 && b_decimate )
559                 memset( h->dct.block, 0, 16 * sizeof( *h->dct.block ) );
560             else
561             {
562                 for( i8x8 = 0; i8x8 < 4; i8x8++ )
563                     if( nnz8x8[i8x8] )
564                     {
565                         for( i = 0; i < 4; i++ )
566                             h->quantf.dequant_4x4( dct4x4[i8x8*4+i], h->dequant4_mf[CQM_4PY], i_qp );
567                         h->dctf.add8x8_idct( &h->mb.pic.p_fdec[0][(i8x8&1)*8 + (i8x8>>1)*8*FDEC_STRIDE], &dct4x4[i8x8*4] );
568                     }
569             }
570         }
571     }
572
573     /* encode chroma */
574     if( IS_INTRA( h->mb.i_type ) )
575     {
576         const int i_mode = h->mb.i_chroma_pred_mode;
577         h->predict_8x8c[i_mode]( h->mb.pic.p_fdec[1] );
578         h->predict_8x8c[i_mode]( h->mb.pic.p_fdec[2] );
579     }
580
581     /* encode the 8x8 blocks */
582     x264_mb_encode_8x8_chroma( h, !IS_INTRA( h->mb.i_type ), h->mb.i_chroma_qp );
583
584     /* coded block pattern and non_zero_count */
585     h->mb.i_cbp_luma = 0x00;
586     if( h->mb.i_type == I_16x16 )
587     {
588         for( i = 0; i < 16; i++ )
589         {
590             const int nz = array_non_zero_count( h->dct.block[i].residual_ac, 15 );
591             h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i]] = nz;
592             if( nz > 0 )
593                 h->mb.i_cbp_luma = 0x0f;
594         }
595     }
596     else if( h->mb.b_transform_8x8 )
597     {
598         /* coded_block_flag is enough for CABAC.
599          * the full non_zero_count is done only in CAVLC. */
600         for( i = 0; i < 4; i++ )
601         {
602             const int nz = array_non_zero( h->dct.luma8x8[i], 64 );
603             int j;
604             for( j = 0; j < 4; j++ )
605                 h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[4*i+j]] = nz;
606             if( nz > 0 )
607                 h->mb.i_cbp_luma |= 1 << i;
608         }
609     }
610     else
611     {
612         for( i = 0; i < 16; i++ )
613         {
614             const int nz = array_non_zero_count( h->dct.block[i].luma4x4, 16 );
615             h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i]] = nz;
616             if( nz > 0 )
617                 h->mb.i_cbp_luma |= 1 << (i/4);
618         }
619     }
620
621     if( h->param.b_cabac )
622     {
623         i_cbp_dc = ( h->mb.i_type == I_16x16 && array_non_zero( h->dct.luma16x16_dc, 16 ) )
624                  | array_non_zero( h->dct.chroma_dc[0], 4 ) << 1
625                  | array_non_zero( h->dct.chroma_dc[1], 4 ) << 2;
626     }
627
628     /* store cbp */
629     h->mb.cbp[h->mb.i_mb_xy] = (i_cbp_dc << 8) | (h->mb.i_cbp_chroma << 4) | h->mb.i_cbp_luma;
630
631     /* Check for P_SKIP
632      * XXX: in the me perhaps we should take x264_mb_predict_mv_pskip into account
633      *      (if multiple mv give same result)*/
634     if( !b_force_no_skip )
635     {
636         if( h->mb.i_type == P_L0 && h->mb.i_partition == D_16x16 &&
637             h->mb.i_cbp_luma == 0x00 && h->mb.i_cbp_chroma == 0x00 &&
638             h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][0] == h->mb.cache.pskip_mv[0] &&
639             h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][1] == h->mb.cache.pskip_mv[1] &&
640             h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] == 0 )
641         {
642             h->mb.i_type = P_SKIP;
643         }
644
645         /* Check for B_SKIP */
646         if( h->mb.i_type == B_DIRECT &&
647             h->mb.i_cbp_luma == 0x00 && h->mb.i_cbp_chroma== 0x00 )
648         {
649             h->mb.i_type = B_SKIP;
650         }
651     }
652 }
653
654 /*****************************************************************************
655  * x264_macroblock_probe_skip:
656  *  Check if the current MB could be encoded as a [PB]_SKIP (it supposes you use
657  *  the previous QP
658  *****************************************************************************/
659 int x264_macroblock_probe_skip( x264_t *h, int b_bidir )
660 {
661     DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct4x4[16][4][4], 16 );
662     DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct2x2[2][2], 16 );
663     DECLARE_ALIGNED( int,     dctscan[16], 16 );
664
665     int i_qp = h->mb.i_qp;
666     int mvp[2];
667     int ch;
668
669     int i8x8, i4x4;
670     int i_decimate_mb;
671
672     if( !b_bidir )
673     {
674         /* Get the MV */
675         mvp[0] = x264_clip3( h->mb.cache.pskip_mv[0], h->mb.mv_min[0], h->mb.mv_max[0] );
676         mvp[1] = x264_clip3( h->mb.cache.pskip_mv[1], h->mb.mv_min[1], h->mb.mv_max[1] );
677
678         /* Motion compensation */
679         h->mc.mc_luma( h->mb.pic.p_fref[0][0], h->mb.pic.i_stride[0],
680                        h->mb.pic.p_fdec[0],    FDEC_STRIDE,
681                        mvp[0], mvp[1], 16, 16 );
682     }
683
684     /* get luma diff */
685     h->dctf.sub16x16_dct( dct4x4, h->mb.pic.p_fenc[0],
686                                   h->mb.pic.p_fdec[0] );
687
688     for( i8x8 = 0, i_decimate_mb = 0; i8x8 < 4; i8x8++ )
689     {
690         /* encode one 4x4 block */
691         for( i4x4 = 0; i4x4 < 4; i4x4++ )
692         {
693             const int idx = i8x8 * 4 + i4x4;
694
695             quant_4x4( h, dct4x4[idx], (int(*)[4][4])def_quant4_mf, i_qp, 0 );
696             h->zigzagf.scan_4x4( dctscan, dct4x4[idx] );
697
698             i_decimate_mb += x264_mb_decimate_score( dctscan, 16 );
699
700             if( i_decimate_mb >= 6 )
701             {
702                 /* not as P_SKIP */
703                 return 0;
704             }
705         }
706     }
707
708     /* encode chroma */
709     i_qp = h->mb.i_chroma_qp;
710
711     for( ch = 0; ch < 2; ch++ )
712     {
713         uint8_t  *p_src = h->mb.pic.p_fenc[1+ch];
714         uint8_t  *p_dst = h->mb.pic.p_fdec[1+ch];
715
716         if( !b_bidir )
717         {
718             h->mc.mc_chroma( h->mb.pic.p_fref[0][0][4+ch], h->mb.pic.i_stride[1+ch],
719                              h->mb.pic.p_fdec[1+ch],       FDEC_STRIDE,
720                              mvp[0], mvp[1], 8, 8 );
721         }
722
723         h->dctf.sub8x8_dct( dct4x4, p_src, p_dst );
724
725         /* calculate dct DC */
726         dct2x2[0][0] = dct4x4[0][0][0];
727         dct2x2[0][1] = dct4x4[1][0][0];
728         dct2x2[1][0] = dct4x4[2][0][0];
729         dct2x2[1][1] = dct4x4[3][0][0];
730         h->dctf.dct2x2dc( dct2x2 );
731         quant_2x2_dc( h, dct2x2, (int(*)[4][4])def_quant4_mf, i_qp, 0 );
732         if( dct2x2[0][0] || dct2x2[0][1] || dct2x2[1][0] || dct2x2[1][1]  )
733         {
734             /* can't be */
735             return 0;
736         }
737
738         /* calculate dct coeffs */
739         for( i4x4 = 0, i_decimate_mb = 0; i4x4 < 4; i4x4++ )
740         {
741             quant_4x4_chroma( h, dct4x4[i4x4], (int(*)[4][4])def_quant4_mf, i_qp, 0 );
742             h->zigzagf.scan_4x4ac( dctscan, dct4x4[i4x4] );
743
744             i_decimate_mb += x264_mb_decimate_score( dctscan, 15 );
745             if( i_decimate_mb >= 7 )
746             {
747                 return 0;
748             }
749         }
750     }
751
752     return 1;
753 }
754
755 /****************************************************************************
756  * DCT-domain noise reduction / adaptive deadzone
757  * from libavcodec
758  ****************************************************************************/
759
760 void x264_noise_reduction_update( x264_t *h )
761 {
762     int cat, i;
763     for( cat = 0; cat < 2; cat++ )
764     {
765         int size = cat ? 64 : 16;
766         const int *weight = cat ? x264_dct8_weight2_tab : x264_dct4_weight2_tab;
767
768         if( h->nr_count[cat] > (cat ? (1<<16) : (1<<18)) )
769         {
770             for( i = 0; i < size; i++ )
771                 h->nr_residual_sum[cat][i] >>= 1;
772             h->nr_count[cat] >>= 1;
773         }
774
775         for( i = 0; i < size; i++ )
776             h->nr_offset[cat][i] =
777                 ((uint64_t)h->param.analyse.i_noise_reduction * h->nr_count[cat]
778                  + h->nr_residual_sum[cat][i]/2)
779               / ((uint64_t)h->nr_residual_sum[cat][i] * weight[i]/256 + 1);
780     }
781 }
782
783 void x264_denoise_dct( x264_t *h, int16_t *dct )
784 {
785     const int cat = h->mb.b_transform_8x8;
786     int i;
787
788     h->nr_count[cat]++;
789
790     for( i = (cat ? 63 : 15); i >= 1; i-- )
791     {
792         int level = dct[i];
793         if( level )
794         {
795             if( level > 0 )
796             {
797                 h->nr_residual_sum[cat][i] += level;
798                 level -= h->nr_offset[cat][i];
799                 if( level < 0 )
800                     level = 0;
801             }
802             else
803             {
804                 h->nr_residual_sum[cat][i] -= level;
805                 level += h->nr_offset[cat][i];
806                 if( level > 0 )
807                     level = 0;
808             }
809             dct[i] = level;
810         }
811     }
812 }
813
814 /*****************************************************************************
815  * RD only; 4 calls to this do not make up for one macroblock_encode.
816  * doesn't transform chroma dc.
817  *****************************************************************************/
818 void x264_macroblock_encode_p8x8( x264_t *h, int i8 )
819 {
820     int i_qp = h->mb.i_qp;
821     uint8_t *p_fenc = h->mb.pic.p_fenc[0] + (i8&1)*8 + (i8>>1)*8*FENC_STRIDE;
822     uint8_t *p_fdec = h->mb.pic.p_fdec[0] + (i8&1)*8 + (i8>>1)*8*FDEC_STRIDE;
823     int b_decimate = h->sh.i_type == SLICE_TYPE_B || h->param.analyse.b_dct_decimate;
824     int nnz8x8;
825     int ch;
826
827     x264_mb_mc_8x8( h, i8 );
828
829     if( h->mb.b_transform_8x8 )
830     {
831         DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct8x8[8][8], 16 );
832         h->dctf.sub8x8_dct8( dct8x8, p_fenc, p_fdec );
833         quant_8x8( h, dct8x8, h->quant8_mf[CQM_8PY], i_qp, 0 );
834         h->zigzagf.scan_8x8( h->dct.luma8x8[i8], dct8x8 );
835
836         if( b_decimate )
837             nnz8x8 = 4 <= x264_mb_decimate_score( h->dct.luma8x8[i8], 64 );
838         else
839             nnz8x8 = array_non_zero( (int*)dct8x8, sizeof(dct8x8)/sizeof(int) );
840
841         if( nnz8x8 )
842         {
843             h->quantf.dequant_8x8( dct8x8, h->dequant8_mf[CQM_8PY], i_qp );
844             h->dctf.add8x8_idct8( p_fdec, dct8x8 );
845         }
846     }
847     else
848     {
849         int i4;
850         DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct4x4[4][4][4], 16 );
851         h->dctf.sub8x8_dct( dct4x4, p_fenc, p_fdec );
852         quant_4x4( h, dct4x4[0], h->quant4_mf[CQM_4PY], i_qp, 0 );
853         quant_4x4( h, dct4x4[1], h->quant4_mf[CQM_4PY], i_qp, 0 );
854         quant_4x4( h, dct4x4[2], h->quant4_mf[CQM_4PY], i_qp, 0 );
855         quant_4x4( h, dct4x4[3], h->quant4_mf[CQM_4PY], i_qp, 0 );
856         for( i4 = 0; i4 < 4; i4++ )
857             h->zigzagf.scan_4x4( h->dct.block[i8*4+i4].luma4x4, dct4x4[i4] );
858
859         if( b_decimate )
860         {
861             int i_decimate_8x8 = 0;
862             for( i4 = 0; i4 < 4 && i_decimate_8x8 < 4; i4++ )
863                 i_decimate_8x8 += x264_mb_decimate_score( h->dct.block[i8*4+i4].luma4x4, 16 );
864             nnz8x8 = 4 <= i_decimate_8x8;
865         }
866         else
867             nnz8x8 = array_non_zero( (int*)dct4x4, sizeof(dct4x4)/sizeof(int) );
868
869         if( nnz8x8 )
870         {
871             for( i4 = 0; i4 < 4; i4++ )
872                 h->quantf.dequant_4x4( dct4x4[i4], h->dequant4_mf[CQM_4PY], i_qp );
873             h->dctf.add8x8_idct( p_fdec, dct4x4 );
874         }
875     }
876
877     i_qp = h->mb.i_chroma_qp;
878
879     for( ch = 0; ch < 2; ch++ )
880     {
881         DECLARE_ALIGNED( int16_t, dct4x4[4][4], 16 );
882         p_fenc = h->mb.pic.p_fenc[1+ch] + (i8&1)*4 + (i8>>1)*4*FENC_STRIDE;
883         p_fdec = h->mb.pic.p_fdec[1+ch] + (i8&1)*4 + (i8>>1)*4*FDEC_STRIDE;
884
885         h->dctf.sub4x4_dct( dct4x4, p_fenc, p_fdec );
886         quant_4x4_chroma( h, dct4x4, h->quant4_mf[CQM_4PC], i_qp, 0 );
887         h->zigzagf.scan_4x4ac( h->dct.block[16+i8+ch*4].residual_ac, dct4x4 );
888         if( array_non_zero( (int*)dct4x4, sizeof(dct4x4)/sizeof(int) ) )
889         {
890             h->quantf.dequant_4x4( dct4x4, h->dequant4_mf[CQM_4PC], i_qp );
891             h->dctf.add4x4_idct( p_fdec, dct4x4 );
892         }
893     }
894
895     if( nnz8x8 )
896         h->mb.i_cbp_luma |= (1 << i8);
897     else
898         h->mb.i_cbp_luma &= ~(1 << i8);
899     h->mb.i_cbp_chroma = 0x02;
900 }