qpel encoding
[ffmpeg.git] / libavcodec / motion_est.c
1 /*
2  * Motion estimation 
3  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard.
4  * Copyright (c) 2002 Michael Niedermayer
5  * 
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this library; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
20  *
21  * new Motion Estimation (X1/EPZS) by Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
22  */
23 #include <stdlib.h>
24 #include <stdio.h>
25 #include "avcodec.h"
26 #include "dsputil.h"
27 #include "mpegvideo.h"
28
29 //#undef NDEBUG
30 //#include <assert.h>
31
32 #define SQ(a) ((a)*(a))
33
34 #define P_LAST P[0]
35 #define P_LEFT P[1]
36 #define P_TOP P[2]
37 #define P_TOPRIGHT P[3]
38 #define P_MEDIAN P[4]
39 #define P_LAST_LEFT P[5]
40 #define P_LAST_RIGHT P[6]
41 #define P_LAST_TOP P[7]
42 #define P_LAST_BOTTOM P[8]
43 #define P_MV1 P[9]
44
45 static inline int sad_hpel_motion_search(MpegEncContext * s,
46                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
47                                   int xmin, int ymin, int xmax, int ymax,
48                                   int pred_x, int pred_y, Picture *picture,
49                                   int n, int size, uint16_t * const mv_penalty);
50
51 static inline int update_map_generation(MpegEncContext * s)
52 {
53     s->me.map_generation+= 1<<(ME_MAP_MV_BITS*2);
54     if(s->me.map_generation==0){
55         s->me.map_generation= 1<<(ME_MAP_MV_BITS*2);
56         memset(s->me.map, 0, sizeof(uint32_t)*ME_MAP_SIZE);
57     }
58     return s->me.map_generation;
59 }
60
61
62                                   
63 /* SIMPLE */
64 #define RENAME(a) simple_ ## a
65
66 #define CMP(d, x, y, size)\
67 d = cmp(s, src_y, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride);
68
69 #define CMP_HPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
70 {\
71     const int dxy= (dx) + 2*(dy);\
72     hpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride, (16>>size));\
73     d = cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
74 }
75
76 #define CMP_QPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
77 {\
78     const int dxy= (dx) + 4*(dy);\
79     qpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride);\
80     d = cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
81 }
82
83 #include "motion_est_template.c"
84 #undef RENAME
85 #undef CMP
86 #undef CMP_HPEL
87 #undef CMP_QPEL
88 #undef INIT
89
90 /* SIMPLE CHROMA */
91 #define RENAME(a) simple_chroma_ ## a
92
93 #define CMP(d, x, y, size)\
94 d = cmp(s, src_y, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride);\
95 if(chroma_cmp){\
96     int dxy= ((x)&1) + 2*((y)&1);\
97     int c= ((x)>>1) + ((y)>>1)*uvstride;\
98 \
99     chroma_hpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, ref_u + c, uvstride, 8);\
100     d += chroma_cmp(s, s->me.scratchpad, src_u, uvstride);\
101     chroma_hpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, ref_v + c, uvstride, 8);\
102     d += chroma_cmp(s, s->me.scratchpad, src_v, uvstride);\
103 }
104
105 #define CMP_HPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
106 {\
107     const int dxy= (dx) + 2*(dy);\
108     hpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride, (16>>size));\
109     d = cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
110     if(chroma_cmp_sub){\
111         int cxy= (dxy) | ((x)&1) | (2*((y)&1));\
112         int c= ((x)>>1) + ((y)>>1)*uvstride;\
113         chroma_hpel_put[0][cxy](s->me.scratchpad, ref_u + c, uvstride, 8);\
114         d += chroma_cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_u, uvstride);\
115         chroma_hpel_put[0][cxy](s->me.scratchpad, ref_v + c, uvstride, 8);\
116         d += chroma_cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_v, uvstride);\
117     }\
118 }
119
120 #define CMP_QPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
121 {\
122     const int dxy= (dx) + 4*(dy);\
123     qpel_put[0][dxy](s->me.scratchpad, (ref_y) + (x) + (y)*(stride), stride);\
124     d = cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
125     if(chroma_cmp_sub){\
126         int cxy, c;\
127         int cx= (4*(x) + (dx))/2;\
128         int cy= (4*(y) + (dy))/2;\
129         cx= (cx>>1)|(cx&1);\
130         cy= (cy>>1)|(cy&1);\
131         cxy= (cx&1) + 2*(cy&1);\
132         c= ((cx)>>1) + ((cy)>>1)*uvstride;\
133         chroma_hpel_put[0][cxy](s->me.scratchpad, ref_u + c, uvstride, 8);\
134         d += chroma_cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_u, uvstride);\
135         chroma_hpel_put[0][cxy](s->me.scratchpad, ref_v + c, uvstride, 8);\
136         d += chroma_cmp_sub(s, s->me.scratchpad, src_v, uvstride);\
137     }\
138 }
139
140 #include "motion_est_template.c"
141 #undef RENAME
142 #undef CMP
143 #undef CMP_HPEL
144 #undef CMP_QPEL
145 #undef INIT
146
147 /* SIMPLE DIRECT HPEL */
148 #define RENAME(a) simple_direct_hpel_ ## a
149 //FIXME precalc divisions stuff
150
151 #define CMP_DIRECT(d, dx, dy, x, y, size, cmp_func)\
152 if((x) >= xmin && 2*(x) + (dx) <= 2*xmax && (y) >= ymin && 2*(y) + (dy) <= 2*ymax){\
153     const int hx= 2*(x) + (dx);\
154     const int hy= 2*(y) + (dy);\
155     if(s->mv_type==MV_TYPE_8X8){\
156         int i;\
157         for(i=0; i<4; i++){\
158             int fx = s->me.direct_basis_mv[i][0] + hx;\
159             int fy = s->me.direct_basis_mv[i][1] + hy;\
160             int bx = hx ? fx - s->me.co_located_mv[i][0] : s->me.co_located_mv[i][0]*(time_pb - time_pp)/time_pp + (i &1)*16;\
161             int by = hy ? fy - s->me.co_located_mv[i][1] : s->me.co_located_mv[i][1]*(time_pb - time_pp)/time_pp + (i>>1)*16;\
162             int fxy= (fx&1) + 2*(fy&1);\
163             int bxy= (bx&1) + 2*(by&1);\
164 \
165             uint8_t *dst= s->me.scratchpad + 8*(i&1) + 8*stride*(i>>1);\
166             hpel_put[1][fxy](dst, (ref_y ) + (fx>>1) + (fy>>1)*(stride), stride, 8);\
167             hpel_avg[1][bxy](dst, (ref2_y) + (bx>>1) + (by>>1)*(stride), stride, 8);\
168         }\
169     }else{\
170         int fx = s->me.direct_basis_mv[0][0] + hx;\
171         int fy = s->me.direct_basis_mv[0][1] + hy;\
172         int bx = hx ? fx - s->me.co_located_mv[0][0] : s->me.co_located_mv[0][0]*(time_pb - time_pp)/time_pp;\
173         int by = hy ? fy - s->me.co_located_mv[0][1] : s->me.co_located_mv[0][1]*(time_pb - time_pp)/time_pp;\
174         int fxy= (fx&1) + 2*(fy&1);\
175         int bxy= (bx&1) + 2*(by&1);\
176 \
177         hpel_put[0][fxy](s->me.scratchpad, (ref_y ) + (fx>>1) + (fy>>1)*(stride), stride, 16);\
178         hpel_avg[0][bxy](s->me.scratchpad, (ref2_y) + (bx>>1) + (by>>1)*(stride), stride, 16);\
179     }\
180     d = cmp_func(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
181 }else\
182     d= 256*256*256*32;
183
184
185 #define CMP_HPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
186     CMP_DIRECT(d, dx, dy, x, y, size, cmp_sub)
187
188 #define CMP(d, x, y, size)\
189     CMP_DIRECT(d, 0, 0, x, y, size, cmp)
190     
191 #include "motion_est_template.c"
192 #undef RENAME
193 #undef CMP
194 #undef CMP_HPEL
195 #undef CMP_QPEL
196 #undef INIT
197 #undef CMP_DIRECT
198
199 /* SIMPLE DIRECT QPEL */
200 #define RENAME(a) simple_direct_qpel_ ## a
201
202 #define CMP_DIRECT(d, dx, dy, x, y, size, cmp_func)\
203 if((x) >= xmin && 4*(x) + (dx) <= 4*xmax && (y) >= ymin && 4*(y) + (dy) <= 4*ymax){\
204     const int qx= 4*(x) + (dx);\
205     const int qy= 4*(y) + (dy);\
206     if(s->mv_type==MV_TYPE_8X8){\
207         int i;\
208         for(i=0; i<4; i++){\
209             int fx = s->me.direct_basis_mv[i][0] + qx;\
210             int fy = s->me.direct_basis_mv[i][1] + qy;\
211             int bx = qx ? fx - s->me.co_located_mv[i][0] : s->me.co_located_mv[i][0]*(time_pb - time_pp)/time_pp + (i &1)*16;\
212             int by = qy ? fy - s->me.co_located_mv[i][1] : s->me.co_located_mv[i][1]*(time_pb - time_pp)/time_pp + (i>>1)*16;\
213             int fxy= (fx&3) + 4*(fy&3);\
214             int bxy= (bx&3) + 4*(by&3);\
215 \
216             uint8_t *dst= s->me.scratchpad + 8*(i&1) + 8*stride*(i>>1);\
217             qpel_put[1][fxy](dst, (ref_y ) + (fx>>2) + (fy>>2)*(stride), stride);\
218             qpel_avg[1][bxy](dst, (ref2_y) + (bx>>2) + (by>>2)*(stride), stride);\
219         }\
220     }else{\
221         int fx = s->me.direct_basis_mv[0][0] + qx;\
222         int fy = s->me.direct_basis_mv[0][1] + qy;\
223         int bx = qx ? fx - s->me.co_located_mv[0][0] : s->me.co_located_mv[0][0]*(time_pb - time_pp)/time_pp;\
224         int by = qy ? fy - s->me.co_located_mv[0][1] : s->me.co_located_mv[0][1]*(time_pb - time_pp)/time_pp;\
225         int fxy= (fx&3) + 4*(fy&3);\
226         int bxy= (bx&3) + 4*(by&3);\
227 \
228         qpel_put[0][fxy](s->me.scratchpad, (ref_y ) + (fx>>2) + (fy>>2)*(stride), stride);\
229         qpel_avg[0][bxy](s->me.scratchpad, (ref2_y) + (bx>>2) + (by>>2)*(stride), stride);\
230     }\
231     d = cmp_func(s, s->me.scratchpad, src_y, stride);\
232 }else\
233     d= 256*256*256*32;
234
235
236 #define CMP_QPEL(d, dx, dy, x, y, size)\
237     CMP_DIRECT(d, dx, dy, x, y, size, cmp_sub)
238
239 #define CMP(d, x, y, size)\
240     CMP_DIRECT(d, 0, 0, x, y, size, cmp)
241
242 #include "motion_est_template.c"
243 #undef RENAME
244 #undef CMP
245 #undef CMP_HPEL
246 #undef CMP_QPEL
247 #undef INIT
248 #undef CMP__DIRECT
249
250
251 static int zero_cmp(void *s, uint8_t *a, uint8_t *b, int stride){
252     return 0;
253 }
254
255 static void set_cmp(MpegEncContext *s, me_cmp_func *cmp, int type){
256     DSPContext* c= &s->dsp;
257     int i;
258     
259     memset(cmp, 0, sizeof(void*)*11);
260
261     switch(type&0xFF){
262     case FF_CMP_SAD:
263         cmp[0]= c->sad[0];
264         cmp[1]= c->sad[1];
265         break;
266     case FF_CMP_SATD:
267         cmp[0]= c->hadamard8_diff[0];
268         cmp[1]= c->hadamard8_diff[1];
269         break;
270     case FF_CMP_SSE:
271         cmp[0]= c->sse[0];
272         cmp[1]= c->sse[1];
273         break;
274     case FF_CMP_DCT:
275         cmp[0]= c->dct_sad[0];
276         cmp[1]= c->dct_sad[1];
277         break;
278     case FF_CMP_PSNR:
279         cmp[0]= c->quant_psnr[0];
280         cmp[1]= c->quant_psnr[1];
281         break;
282     case FF_CMP_ZERO:
283         for(i=0; i<7; i++){
284             cmp[i]= zero_cmp;
285         }
286         break;
287     default:
288         fprintf(stderr,"internal error in cmp function selection\n");
289     }
290 };
291
292 static inline int get_penalty_factor(MpegEncContext *s, int type){
293
294     switch(type){
295     default:
296     case FF_CMP_SAD:
297         return s->qscale;
298     case FF_CMP_SSE:
299 //        return s->qscale*8;
300     case FF_CMP_DCT:
301     case FF_CMP_SATD:
302         return s->qscale*8;
303     }
304 }
305
306 void ff_init_me(MpegEncContext *s){
307     set_cmp(s, s->dsp.me_cmp, s->avctx->me_cmp);
308     set_cmp(s, s->dsp.me_sub_cmp, s->avctx->me_sub_cmp);
309     set_cmp(s, s->dsp.mb_cmp, s->avctx->mb_cmp);
310
311     if(s->flags&CODEC_FLAG_QPEL){
312         if(s->avctx->me_sub_cmp&FF_CMP_CHROMA)
313             s->me.sub_motion_search= simple_chroma_qpel_motion_search;
314         else
315             s->me.sub_motion_search= simple_qpel_motion_search;
316     }else{
317         if(s->avctx->me_sub_cmp&FF_CMP_CHROMA)
318             s->me.sub_motion_search= simple_chroma_hpel_motion_search;
319         else if(s->avctx->me_sub_cmp == FF_CMP_SAD && s->avctx->me_cmp == FF_CMP_SAD)
320             s->me.sub_motion_search= sad_hpel_motion_search;
321         else
322             s->me.sub_motion_search= simple_hpel_motion_search;
323     }
324
325     if(s->avctx->me_cmp&FF_CMP_CHROMA){
326         s->me.motion_search[0]= simple_chroma_epzs_motion_search;
327         s->me.motion_search[1]= simple_chroma_epzs_motion_search4;
328     }else{
329         s->me.motion_search[0]= simple_epzs_motion_search;
330         s->me.motion_search[1]= simple_epzs_motion_search4;
331     }
332 }
333       
334 static int pix_dev(UINT8 * pix, int line_size, int mean)
335 {
336     int s, i, j;
337
338     s = 0;
339     for (i = 0; i < 16; i++) {
340         for (j = 0; j < 16; j += 8) {
341             s += ABS(pix[0]-mean);
342             s += ABS(pix[1]-mean);
343             s += ABS(pix[2]-mean);
344             s += ABS(pix[3]-mean);
345             s += ABS(pix[4]-mean);
346             s += ABS(pix[5]-mean);
347             s += ABS(pix[6]-mean);
348             s += ABS(pix[7]-mean);
349             pix += 8;
350         }
351         pix += line_size - 16;
352     }
353     return s;
354 }
355
356 static inline void no_motion_search(MpegEncContext * s,
357                                     int *mx_ptr, int *my_ptr)
358 {
359     *mx_ptr = 16 * s->mb_x;
360     *my_ptr = 16 * s->mb_y;
361 }
362
363 static int full_motion_search(MpegEncContext * s,
364                               int *mx_ptr, int *my_ptr, int range,
365                               int xmin, int ymin, int xmax, int ymax, uint8_t *ref_picture)
366 {
367     int x1, y1, x2, y2, xx, yy, x, y;
368     int mx, my, dmin, d;
369     UINT8 *pix;
370
371     xx = 16 * s->mb_x;
372     yy = 16 * s->mb_y;
373     x1 = xx - range + 1;        /* we loose one pixel to avoid boundary pb with half pixel pred */
374     if (x1 < xmin)
375         x1 = xmin;
376     x2 = xx + range - 1;
377     if (x2 > xmax)
378         x2 = xmax;
379     y1 = yy - range + 1;
380     if (y1 < ymin)
381         y1 = ymin;
382     y2 = yy + range - 1;
383     if (y2 > ymax)
384         y2 = ymax;
385     pix = s->new_picture.data[0] + (yy * s->linesize) + xx;
386     dmin = 0x7fffffff;
387     mx = 0;
388     my = 0;
389     for (y = y1; y <= y2; y++) {
390         for (x = x1; x <= x2; x++) {
391             d = s->dsp.pix_abs16x16(pix, ref_picture + (y * s->linesize) + x,
392                              s->linesize);
393             if (d < dmin ||
394                 (d == dmin &&
395                  (abs(x - xx) + abs(y - yy)) <
396                  (abs(mx - xx) + abs(my - yy)))) {
397                 dmin = d;
398                 mx = x;
399                 my = y;
400             }
401         }
402     }
403
404     *mx_ptr = mx;
405     *my_ptr = my;
406
407 #if 0
408     if (*mx_ptr < -(2 * range) || *mx_ptr >= (2 * range) ||
409         *my_ptr < -(2 * range) || *my_ptr >= (2 * range)) {
410         fprintf(stderr, "error %d %d\n", *mx_ptr, *my_ptr);
411     }
412 #endif
413     return dmin;
414 }
415
416
417 static int log_motion_search(MpegEncContext * s,
418                              int *mx_ptr, int *my_ptr, int range,
419                              int xmin, int ymin, int xmax, int ymax, uint8_t *ref_picture)
420 {
421     int x1, y1, x2, y2, xx, yy, x, y;
422     int mx, my, dmin, d;
423     UINT8 *pix;
424
425     xx = s->mb_x << 4;
426     yy = s->mb_y << 4;
427
428     /* Left limit */
429     x1 = xx - range;
430     if (x1 < xmin)
431         x1 = xmin;
432
433     /* Right limit */
434     x2 = xx + range;
435     if (x2 > xmax)
436         x2 = xmax;
437
438     /* Upper limit */
439     y1 = yy - range;
440     if (y1 < ymin)
441         y1 = ymin;
442
443     /* Lower limit */
444     y2 = yy + range;
445     if (y2 > ymax)
446         y2 = ymax;
447
448     pix = s->new_picture.data[0] + (yy * s->linesize) + xx;
449     dmin = 0x7fffffff;
450     mx = 0;
451     my = 0;
452
453     do {
454         for (y = y1; y <= y2; y += range) {
455             for (x = x1; x <= x2; x += range) {
456                 d = s->dsp.pix_abs16x16(pix, ref_picture + (y * s->linesize) + x, s->linesize);
457                 if (d < dmin || (d == dmin && (abs(x - xx) + abs(y - yy)) < (abs(mx - xx) + abs(my - yy)))) {
458                     dmin = d;
459                     mx = x;
460                     my = y;
461                 }
462             }
463         }
464
465         range = range >> 1;
466
467         x1 = mx - range;
468         if (x1 < xmin)
469             x1 = xmin;
470
471         x2 = mx + range;
472         if (x2 > xmax)
473             x2 = xmax;
474
475         y1 = my - range;
476         if (y1 < ymin)
477             y1 = ymin;
478
479         y2 = my + range;
480         if (y2 > ymax)
481             y2 = ymax;
482
483     } while (range >= 1);
484
485 #ifdef DEBUG
486     fprintf(stderr, "log       - MX: %d\tMY: %d\n", mx, my);
487 #endif
488     *mx_ptr = mx;
489     *my_ptr = my;
490     return dmin;
491 }
492
493 static int phods_motion_search(MpegEncContext * s,
494                                int *mx_ptr, int *my_ptr, int range,
495                                int xmin, int ymin, int xmax, int ymax, uint8_t *ref_picture)
496 {
497     int x1, y1, x2, y2, xx, yy, x, y, lastx, d;
498     int mx, my, dminx, dminy;
499     UINT8 *pix;
500
501     xx = s->mb_x << 4;
502     yy = s->mb_y << 4;
503
504     /* Left limit */
505     x1 = xx - range;
506     if (x1 < xmin)
507         x1 = xmin;
508
509     /* Right limit */
510     x2 = xx + range;
511     if (x2 > xmax)
512         x2 = xmax;
513
514     /* Upper limit */
515     y1 = yy - range;
516     if (y1 < ymin)
517         y1 = ymin;
518
519     /* Lower limit */
520     y2 = yy + range;
521     if (y2 > ymax)
522         y2 = ymax;
523
524     pix = s->new_picture.data[0] + (yy * s->linesize) + xx;
525     mx = 0;
526     my = 0;
527
528     x = xx;
529     y = yy;
530     do {
531         dminx = 0x7fffffff;
532         dminy = 0x7fffffff;
533
534         lastx = x;
535         for (x = x1; x <= x2; x += range) {
536             d = s->dsp.pix_abs16x16(pix, ref_picture + (y * s->linesize) + x, s->linesize);
537             if (d < dminx || (d == dminx && (abs(x - xx) + abs(y - yy)) < (abs(mx - xx) + abs(my - yy)))) {
538                 dminx = d;
539                 mx = x;
540             }
541         }
542
543         x = lastx;
544         for (y = y1; y <= y2; y += range) {
545             d = s->dsp.pix_abs16x16(pix, ref_picture + (y * s->linesize) + x, s->linesize);
546             if (d < dminy || (d == dminy && (abs(x - xx) + abs(y - yy)) < (abs(mx - xx) + abs(my - yy)))) {
547                 dminy = d;
548                 my = y;
549             }
550         }
551
552         range = range >> 1;
553
554         x = mx;
555         y = my;
556         x1 = mx - range;
557         if (x1 < xmin)
558             x1 = xmin;
559
560         x2 = mx + range;
561         if (x2 > xmax)
562             x2 = xmax;
563
564         y1 = my - range;
565         if (y1 < ymin)
566             y1 = ymin;
567
568         y2 = my + range;
569         if (y2 > ymax)
570             y2 = ymax;
571
572     } while (range >= 1);
573
574 #ifdef DEBUG
575     fprintf(stderr, "phods     - MX: %d\tMY: %d\n", mx, my);
576 #endif
577
578     /* half pixel search */
579     *mx_ptr = mx;
580     *my_ptr = my;
581     return dminy;
582 }
583
584
585 #define Z_THRESHOLD 256
586
587 #define CHECK_SAD_HALF_MV(suffix, x, y) \
588 {\
589     d= pix_abs_ ## suffix(pix, ptr+((x)>>1), s->linesize);\
590     d += (mv_penalty[pen_x + x] + mv_penalty[pen_y + y])*penalty_factor;\
591     COPY3_IF_LT(dminh, d, dx, x, dy, y)\
592 }
593
594 static inline int sad_hpel_motion_search(MpegEncContext * s,
595                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
596                                   int xmin, int ymin, int xmax, int ymax,
597                                   int pred_x, int pred_y, Picture *picture,
598                                   int n, int size, uint16_t * const mv_penalty)
599 {
600     uint8_t *ref_picture= picture->data[0];
601     uint32_t *score_map= s->me.score_map;
602     const int penalty_factor= s->me.sub_penalty_factor;
603     int mx, my, xx, yy, dminh;
604     UINT8 *pix, *ptr;
605     op_pixels_abs_func pix_abs_x2;
606     op_pixels_abs_func pix_abs_y2;
607     op_pixels_abs_func pix_abs_xy2;
608     
609     if(size==0){
610         pix_abs_x2 = s->dsp.pix_abs16x16_x2;
611         pix_abs_y2 = s->dsp.pix_abs16x16_y2;
612         pix_abs_xy2= s->dsp.pix_abs16x16_xy2;
613     }else{
614         pix_abs_x2 = s->dsp.pix_abs8x8_x2;
615         pix_abs_y2 = s->dsp.pix_abs8x8_y2;
616         pix_abs_xy2= s->dsp.pix_abs8x8_xy2;
617     }
618
619     if(s->me.skip){
620 //    printf("S");
621         *mx_ptr = 0;
622         *my_ptr = 0;
623         return dmin;
624     }
625 //    printf("N");
626         
627     xx = 16 * s->mb_x + 8*(n&1);
628     yy = 16 * s->mb_y + 8*(n>>1);
629     pix =  s->new_picture.data[0] + (yy * s->linesize) + xx;
630
631     mx = *mx_ptr;
632     my = *my_ptr;
633     ptr = ref_picture + ((yy + my) * s->linesize) + (xx + mx);
634     
635     dminh = dmin;
636
637     if (mx > xmin && mx < xmax && 
638         my > ymin && my < ymax) {
639         int dx=0, dy=0;
640         int d, pen_x, pen_y; 
641         const int index= (my<<ME_MAP_SHIFT) + mx;
642         const int t= score_map[(index-(1<<ME_MAP_SHIFT))&(ME_MAP_SIZE-1)];
643         const int l= score_map[(index- 1               )&(ME_MAP_SIZE-1)];
644         const int r= score_map[(index+ 1               )&(ME_MAP_SIZE-1)];
645         const int b= score_map[(index+(1<<ME_MAP_SHIFT))&(ME_MAP_SIZE-1)];
646         mx<<=1;
647         my<<=1;
648
649         
650         pen_x= pred_x + mx;
651         pen_y= pred_y + my;
652
653         ptr-= s->linesize;
654         if(t<=b){
655             CHECK_SAD_HALF_MV(y2 , 0, -1)
656             if(l<=r){
657                 CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, -1)
658                 if(t+r<=b+l){
659                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, -1)
660                     ptr+= s->linesize;
661                 }else{
662                     ptr+= s->linesize;
663                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, +1)
664                 }
665                 CHECK_SAD_HALF_MV(x2 , -1,  0)
666             }else{
667                 CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, -1)
668                 if(t+l<=b+r){
669                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, -1)
670                     ptr+= s->linesize;
671                 }else{
672                     ptr+= s->linesize;
673                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, +1)
674                 }
675                 CHECK_SAD_HALF_MV(x2 , +1,  0)
676             }
677         }else{
678             if(l<=r){
679                 if(t+l<=b+r){
680                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, -1)
681                     ptr+= s->linesize;
682                 }else{
683                     ptr+= s->linesize;
684                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, +1)
685                 }
686                 CHECK_SAD_HALF_MV(x2 , -1,  0)
687                 CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, +1)
688             }else{
689                 if(t+r<=b+l){
690                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, -1)
691                     ptr+= s->linesize;
692                 }else{
693                     ptr+= s->linesize;
694                     CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, -1, +1)
695                 }
696                 CHECK_SAD_HALF_MV(x2 , +1,  0)
697                 CHECK_SAD_HALF_MV(xy2, +1, +1)
698             }
699             CHECK_SAD_HALF_MV(y2 ,  0, +1)
700         }
701         mx+=dx;
702         my+=dy;
703
704     }else{
705         mx<<=1;
706         my<<=1;
707     }
708
709     *mx_ptr = mx;
710     *my_ptr = my;
711     return dminh;
712 }
713
714 static inline void set_p_mv_tables(MpegEncContext * s, int mx, int my, int mv4)
715 {
716     const int xy= s->mb_x + 1 + (s->mb_y + 1)*(s->mb_width + 2);
717     
718     s->p_mv_table[xy][0] = mx;
719     s->p_mv_table[xy][1] = my;
720
721     /* has allready been set to the 4 MV if 4MV is done */
722     if(mv4){
723         int mot_xy= s->block_index[0];
724
725         s->motion_val[mot_xy  ][0]= mx;
726         s->motion_val[mot_xy  ][1]= my;
727         s->motion_val[mot_xy+1][0]= mx;
728         s->motion_val[mot_xy+1][1]= my;
729
730         mot_xy += s->block_wrap[0];
731         s->motion_val[mot_xy  ][0]= mx;
732         s->motion_val[mot_xy  ][1]= my;
733         s->motion_val[mot_xy+1][0]= mx;
734         s->motion_val[mot_xy+1][1]= my;
735     }
736 }
737
738 static inline void get_limits(MpegEncContext *s, int *range, int *xmin, int *ymin, int *xmax, int *ymax, int f_code)
739 {
740     *range = 8 * (1 << (f_code - 1));
741     /* XXX: temporary kludge to avoid overflow for msmpeg4 */
742     if (s->out_format == FMT_H263 && !s->h263_msmpeg4)
743         *range *= 2;
744
745     if (s->unrestricted_mv) {
746         *xmin = -16;
747         *ymin = -16;
748         if (s->h263_plus)
749             *range *= 2;
750         if(s->avctx==NULL || s->avctx->codec->id!=CODEC_ID_MPEG4){
751             *xmax = s->mb_width*16;
752             *ymax = s->mb_height*16;
753         }else {
754             /* XXX: dunno if this is correct but ffmpeg4 decoder wont like it otherwise 
755                     (cuz the drawn edge isnt large enough))*/
756             *xmax = s->width;
757             *ymax = s->height;
758         }
759     } else {
760         *xmin = 0;
761         *ymin = 0;
762         *xmax = s->mb_width*16 - 16;
763         *ymax = s->mb_height*16 - 16;
764     }
765 }
766
767 static inline int mv4_search(MpegEncContext *s, int xmin, int ymin, int xmax, int ymax, int mx, int my, int shift)
768 {
769     int block;
770     int P[10][2];
771     uint8_t *ref_picture= s->last_picture.data[0];
772     int dmin_sum=0;
773     uint16_t * const mv_penalty= s->me.mv_penalty[s->f_code] + MAX_MV;
774
775     for(block=0; block<4; block++){
776         int mx4, my4;
777         int pred_x4, pred_y4;
778         int dmin4;
779         static const int off[4]= {2, 1, 1, -1};
780         const int mot_stride = s->block_wrap[0];
781         const int mot_xy = s->block_index[block];
782 //        const int block_x= (block&1);
783 //        const int block_y= (block>>1);
784 #if 1 // this saves us a bit of cliping work and shouldnt affect compression in a negative way
785         const int rel_xmin4= xmin;
786         const int rel_xmax4= xmax;
787         const int rel_ymin4= ymin;
788         const int rel_ymax4= ymax;
789 #else
790         const int rel_xmin4= xmin - block_x*8;
791         const int rel_xmax4= xmax - block_x*8 + 8;
792         const int rel_ymin4= ymin - block_y*8;
793         const int rel_ymax4= ymax - block_y*8 + 8;
794 #endif
795         P_LAST[0] = s->motion_val[mot_xy    ][0];
796         P_LAST[1] = s->motion_val[mot_xy    ][1];
797         P_LEFT[0] = s->motion_val[mot_xy - 1][0];
798         P_LEFT[1] = s->motion_val[mot_xy - 1][1];
799         P_LAST_RIGHT[0] = s->motion_val[mot_xy + 1][0];
800         P_LAST_RIGHT[1] = s->motion_val[mot_xy + 1][1];
801         P_LAST_BOTTOM[0]= s->motion_val[mot_xy + 1*mot_stride][0];
802         P_LAST_BOTTOM[1]= s->motion_val[mot_xy + 1*mot_stride][1];
803
804         if(P_LEFT[0]       > (rel_xmax4<<shift)) P_LEFT[0]       = (rel_xmax4<<shift);
805         if(P_LAST_RIGHT[0] < (rel_xmin4<<shift)) P_LAST_RIGHT[0] = (rel_xmin4<<shift);
806         if(P_LAST_BOTTOM[1]< (rel_ymin4<<shift)) P_LAST_BOTTOM[1]= (rel_ymin4<<shift);
807
808         /* special case for first line */
809         if ((s->mb_y == 0 || s->first_slice_line) && block<2) {
810             pred_x4= P_LEFT[0];
811             pred_y4= P_LEFT[1];
812         } else {
813             P_TOP[0]      = s->motion_val[mot_xy - mot_stride             ][0];
814             P_TOP[1]      = s->motion_val[mot_xy - mot_stride             ][1];
815             P_TOPRIGHT[0] = s->motion_val[mot_xy - mot_stride + off[block]][0];
816             P_TOPRIGHT[1] = s->motion_val[mot_xy - mot_stride + off[block]][1];
817             if(P_TOP[1]      > (rel_ymax4<<shift)) P_TOP[1]     = (rel_ymax4<<shift);
818             if(P_TOPRIGHT[0] < (rel_xmin4<<shift)) P_TOPRIGHT[0]= (rel_xmin4<<shift);
819             if(P_TOPRIGHT[0] > (rel_xmax4<<shift)) P_TOPRIGHT[0]= (rel_xmax4<<shift);
820             if(P_TOPRIGHT[1] > (rel_ymax4<<shift)) P_TOPRIGHT[1]= (rel_ymax4<<shift);
821     
822             P_MEDIAN[0]= mid_pred(P_LEFT[0], P_TOP[0], P_TOPRIGHT[0]);
823             P_MEDIAN[1]= mid_pred(P_LEFT[1], P_TOP[1], P_TOPRIGHT[1]);
824
825             if(s->out_format == FMT_H263){
826                 pred_x4 = P_MEDIAN[0];
827                 pred_y4 = P_MEDIAN[1];
828             }else { /* mpeg1 at least */
829                 pred_x4= P_LEFT[0];
830                 pred_y4= P_LEFT[1];
831             }
832         }
833         P_MV1[0]= mx;
834         P_MV1[1]= my;
835
836         dmin4 = s->me.motion_search[1](s, block, &mx4, &my4, P, pred_x4, pred_y4, rel_xmin4, rel_ymin4, rel_xmax4, rel_ymax4, 
837                                        &s->last_picture, mv_penalty);
838
839         dmin4= s->me.sub_motion_search(s, &mx4, &my4, dmin4, rel_xmin4, rel_ymin4, rel_xmax4, rel_ymax4, 
840                                           pred_x4, pred_y4, &s->last_picture, block, 1, mv_penalty);
841  
842         s->motion_val[ s->block_index[block] ][0]= mx4;
843         s->motion_val[ s->block_index[block] ][1]= my4;
844         dmin_sum+= dmin4;
845     }
846     return dmin_sum;
847 }
848
849 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
850                                 int mb_x, int mb_y)
851 {
852     UINT8 *pix, *ppix;
853     int sum, varc, vard, mx, my, range, dmin, xx, yy;
854     int xmin, ymin, xmax, ymax;
855     int rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax;
856     int pred_x=0, pred_y=0;
857     int P[10][2];
858     const int shift= 1+s->quarter_sample;
859     int mb_type=0;
860     uint8_t *ref_picture= s->last_picture.data[0];
861     Picture * const pic= &s->current_picture;
862     uint16_t * const mv_penalty= s->me.mv_penalty[s->f_code] + MAX_MV;
863     
864     assert(s->quarter_sample==0 || s->quarter_sample==1);
865
866     s->me.penalty_factor    = get_penalty_factor(s, s->avctx->me_cmp);
867     s->me.sub_penalty_factor= get_penalty_factor(s, s->avctx->me_sub_cmp);
868
869     get_limits(s, &range, &xmin, &ymin, &xmax, &ymax, s->f_code);
870     rel_xmin= xmin - mb_x*16;
871     rel_xmax= xmax - mb_x*16;
872     rel_ymin= ymin - mb_y*16;
873     rel_ymax= ymax - mb_y*16;
874     s->me.skip=0;
875
876     switch(s->me_method) {
877     case ME_ZERO:
878     default:
879         no_motion_search(s, &mx, &my);
880         mx-= mb_x*16;
881         my-= mb_y*16;
882         dmin = 0;
883         break;
884     case ME_FULL:
885         dmin = full_motion_search(s, &mx, &my, range, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
886         mx-= mb_x*16;
887         my-= mb_y*16;
888         break;
889     case ME_LOG:
890         dmin = log_motion_search(s, &mx, &my, range / 2, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
891         mx-= mb_x*16;
892         my-= mb_y*16;
893         break;
894     case ME_PHODS:
895         dmin = phods_motion_search(s, &mx, &my, range / 2, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
896         mx-= mb_x*16;
897         my-= mb_y*16;
898         break;
899     case ME_X1:
900     case ME_EPZS:
901        {
902             const int mot_stride = s->block_wrap[0];
903             const int mot_xy = s->block_index[0];
904
905             P_LAST[0]       = s->motion_val[mot_xy    ][0];
906             P_LAST[1]       = s->motion_val[mot_xy    ][1];
907             P_LEFT[0]       = s->motion_val[mot_xy - 1][0];
908             P_LEFT[1]       = s->motion_val[mot_xy - 1][1];
909             P_LAST_RIGHT[0] = s->motion_val[mot_xy + 2][0];
910             P_LAST_RIGHT[1] = s->motion_val[mot_xy + 2][1];
911             P_LAST_BOTTOM[0]= s->motion_val[mot_xy + 2*mot_stride][0];
912             P_LAST_BOTTOM[1]= s->motion_val[mot_xy + 2*mot_stride][1];
913
914             if(P_LEFT[0]       > (rel_xmax<<shift)) P_LEFT[0]       = (rel_xmax<<shift);
915             if(P_LAST_RIGHT[0] < (rel_xmin<<shift)) P_LAST_RIGHT[0] = (rel_xmin<<shift);
916             if(P_LAST_BOTTOM[1]< (rel_ymin<<shift)) P_LAST_BOTTOM[1]= (rel_ymin<<shift);
917
918             /* special case for first line */
919             if ((mb_y == 0 || s->first_slice_line)) {
920                 pred_x= P_LEFT[0];
921                 pred_y= P_LEFT[1];
922             } else {
923                 P_TOP[0]      = s->motion_val[mot_xy - mot_stride    ][0];
924                 P_TOP[1]      = s->motion_val[mot_xy - mot_stride    ][1];
925                 P_TOPRIGHT[0] = s->motion_val[mot_xy - mot_stride + 2][0];
926                 P_TOPRIGHT[1] = s->motion_val[mot_xy - mot_stride + 2][1];
927                 if(P_TOP[1]      > (rel_ymax<<shift)) P_TOP[1]     = (rel_ymax<<shift);
928                 if(P_TOPRIGHT[0] < (rel_xmin<<shift)) P_TOPRIGHT[0]= (rel_xmin<<shift);
929                 if(P_TOPRIGHT[1] > (rel_ymax<<shift)) P_TOPRIGHT[1]= (rel_ymax<<shift);
930         
931                 P_MEDIAN[0]= mid_pred(P_LEFT[0], P_TOP[0], P_TOPRIGHT[0]);
932                 P_MEDIAN[1]= mid_pred(P_LEFT[1], P_TOP[1], P_TOPRIGHT[1]);
933
934                 if(s->out_format == FMT_H263){
935                     pred_x = P_MEDIAN[0];
936                     pred_y = P_MEDIAN[1];
937                 }else { /* mpeg1 at least */
938                     pred_x= P_LEFT[0];
939                     pred_y= P_LEFT[1];
940                 }
941             }
942         }
943         dmin = s->me.motion_search[0](s, 0, &mx, &my, P, pred_x, pred_y, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax, 
944                                       &s->last_picture, mv_penalty);
945  
946         break;
947     }
948
949     /* intra / predictive decision */
950     xx = mb_x * 16;
951     yy = mb_y * 16;
952
953     pix = s->new_picture.data[0] + (yy * s->linesize) + xx;
954     /* At this point (mx,my) are full-pell and the relative displacement */
955     ppix = ref_picture + ((yy+my) * s->linesize) + (xx+mx);
956     
957     sum = s->dsp.pix_sum(pix, s->linesize);
958     
959     varc = (s->dsp.pix_norm1(pix, s->linesize) - (((unsigned)(sum*sum))>>8) + 500 + 128)>>8;
960     vard = (s->dsp.sse[0](NULL, pix, ppix, s->linesize)+128)>>8;
961
962 //printf("%d %d %d %X %X %X\n", s->mb_width, mb_x, mb_y,(int)s, (int)s->mb_var, (int)s->mc_mb_var); fflush(stdout);
963     pic->mb_var   [s->mb_width * mb_y + mb_x] = varc;
964     pic->mc_mb_var[s->mb_width * mb_y + mb_x] = vard;
965     pic->mb_mean  [s->mb_width * mb_y + mb_x] = (sum+128)>>8;
966     pic->mb_var_sum    += varc;
967     pic->mc_mb_var_sum += vard;
968 //printf("E%d %d %d %X %X %X\n", s->mb_width, mb_x, mb_y,(int)s, (int)s->mb_var, (int)s->mc_mb_var); fflush(stdout);
969     
970 #if 0
971     printf("varc=%4d avg_var=%4d (sum=%4d) vard=%4d mx=%2d my=%2d\n",
972            varc, s->avg_mb_var, sum, vard, mx - xx, my - yy);
973 #endif
974     if(s->flags&CODEC_FLAG_HQ){
975         if (vard <= 64 || vard < varc)
976             s->scene_change_score+= ff_sqrt(vard) - ff_sqrt(varc);
977         else
978             s->scene_change_score+= s->qscale;
979
980         if (vard*2 + 200 > varc)
981             mb_type|= MB_TYPE_INTRA;
982         if (varc*2 + 200 > vard){
983             mb_type|= MB_TYPE_INTER;
984             s->me.sub_motion_search(s, &mx, &my, dmin, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax,
985                                    pred_x, pred_y, &s->last_picture, 0, 0, mv_penalty);
986         }else{
987             mx <<=shift;
988             my <<=shift;
989         }
990         if((s->flags&CODEC_FLAG_4MV)
991            && !s->me.skip && varc>50 && vard>10){
992             mv4_search(s, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax, mx, my, shift);
993             mb_type|=MB_TYPE_INTER4V;
994
995             set_p_mv_tables(s, mx, my, 0);
996         }else
997             set_p_mv_tables(s, mx, my, 1);
998     }else{
999         if (vard <= 64 || vard < varc) {
1000 //        if (sadP <= 32 || sadP < sadI + 500) {
1001             s->scene_change_score+= ff_sqrt(vard) - ff_sqrt(varc);
1002             mb_type|= MB_TYPE_INTER;
1003             if (s->me_method != ME_ZERO) {
1004                 dmin= s->me.sub_motion_search(s, &mx, &my, dmin, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax,
1005                                             pred_x, pred_y, &s->last_picture, 0, 0, mv_penalty);
1006                 if((s->flags&CODEC_FLAG_4MV)
1007                    && !s->me.skip && varc>50 && vard>10){
1008                     int dmin4= mv4_search(s, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax, mx, my, shift);
1009                     if(dmin4 + 128 <dmin)
1010                         mb_type= MB_TYPE_INTER4V;
1011                 }
1012                 set_p_mv_tables(s, mx, my, mb_type!=MB_TYPE_INTER4V);
1013
1014             } else {
1015                 mx <<=shift;
1016                 my <<=shift;
1017             }
1018 #if 0
1019             if (vard < 10) {
1020                 skip++;
1021                 fprintf(stderr,"\nEarly skip: %d vard: %2d varc: %5d dmin: %d", 
1022                                 skip, vard, varc, dmin);
1023             }
1024 #endif
1025         }else{
1026             s->scene_change_score+= 20;
1027             mb_type|= MB_TYPE_INTRA;
1028             mx = 0;
1029             my = 0;
1030         }
1031     }
1032
1033     s->mb_type[mb_y*s->mb_width + mb_x]= mb_type;
1034 }
1035
1036 int ff_estimate_motion_b(MpegEncContext * s,
1037                        int mb_x, int mb_y, int16_t (*mv_table)[2], Picture *picture, int f_code)
1038 {
1039     int mx, my, range, dmin;
1040     int xmin, ymin, xmax, ymax;
1041     int rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax;
1042     int pred_x=0, pred_y=0;
1043     int P[10][2];
1044     const int shift= 1+s->quarter_sample;
1045     const int mot_stride = s->mb_width + 2;
1046     const int mot_xy = (mb_y + 1)*mot_stride + mb_x + 1;
1047     uint8_t * const ref_picture= picture->data[0];
1048     uint16_t * const mv_penalty= s->me.mv_penalty[f_code] + MAX_MV;
1049         
1050     s->me.penalty_factor    = get_penalty_factor(s, s->avctx->me_cmp);
1051     s->me.sub_penalty_factor= get_penalty_factor(s, s->avctx->me_sub_cmp);
1052
1053     get_limits(s, &range, &xmin, &ymin, &xmax, &ymax, f_code);
1054     rel_xmin= xmin - mb_x*16;
1055     rel_xmax= xmax - mb_x*16;
1056     rel_ymin= ymin - mb_y*16;
1057     rel_ymax= ymax - mb_y*16;
1058
1059     switch(s->me_method) {
1060     case ME_ZERO:
1061     default:
1062         no_motion_search(s, &mx, &my);
1063         dmin = 0;
1064         mx-= mb_x*16;
1065         my-= mb_y*16;
1066         break;
1067     case ME_FULL:
1068         dmin = full_motion_search(s, &mx, &my, range, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
1069         mx-= mb_x*16;
1070         my-= mb_y*16;
1071         break;
1072     case ME_LOG:
1073         dmin = log_motion_search(s, &mx, &my, range / 2, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
1074         mx-= mb_x*16;
1075         my-= mb_y*16;
1076         break;
1077     case ME_PHODS:
1078         dmin = phods_motion_search(s, &mx, &my, range / 2, xmin, ymin, xmax, ymax, ref_picture);
1079         mx-= mb_x*16;
1080         my-= mb_y*16;
1081         break;
1082     case ME_X1:
1083     case ME_EPZS:
1084        {
1085
1086             P_LAST[0]        = mv_table[mot_xy    ][0];
1087             P_LAST[1]        = mv_table[mot_xy    ][1];
1088             P_LEFT[0]        = mv_table[mot_xy - 1][0];
1089             P_LEFT[1]        = mv_table[mot_xy - 1][1];
1090             P_LAST_RIGHT[0]  = mv_table[mot_xy + 1][0];
1091             P_LAST_RIGHT[1]  = mv_table[mot_xy + 1][1];
1092             P_LAST_BOTTOM[0] = mv_table[mot_xy + mot_stride][0];
1093             P_LAST_BOTTOM[1] = mv_table[mot_xy + mot_stride][1];
1094
1095             if(P_LEFT[0]       > (rel_xmax<<shift)) P_LEFT[0]       = (rel_xmax<<shift);
1096             if(P_LAST_RIGHT[0] < (rel_xmin<<shift)) P_LAST_RIGHT[0] = (rel_xmin<<shift);
1097             if(P_LAST_BOTTOM[1]< (rel_ymin<<shift)) P_LAST_BOTTOM[1]= (rel_ymin<<shift);
1098
1099             /* special case for first line */
1100             if ((mb_y == 0 || s->first_slice_line)) {
1101             } else {
1102                 P_TOP[0] = mv_table[mot_xy - mot_stride             ][0];
1103                 P_TOP[1] = mv_table[mot_xy - mot_stride             ][1];
1104                 P_TOPRIGHT[0] = mv_table[mot_xy - mot_stride + 1         ][0];
1105                 P_TOPRIGHT[1] = mv_table[mot_xy - mot_stride + 1         ][1];
1106                 if(P_TOP[1] > (rel_ymax<<shift)) P_TOP[1]= (rel_ymax<<shift);
1107                 if(P_TOPRIGHT[0] < (rel_xmin<<shift)) P_TOPRIGHT[0]= (rel_xmin<<shift);
1108                 if(P_TOPRIGHT[1] > (rel_ymax<<shift)) P_TOPRIGHT[1]= (rel_ymax<<shift);
1109         
1110                 P_MEDIAN[0]= mid_pred(P_LEFT[0], P_TOP[0], P_TOPRIGHT[0]);
1111                 P_MEDIAN[1]= mid_pred(P_LEFT[1], P_TOP[1], P_TOPRIGHT[1]);
1112             }
1113             pred_x= P_LEFT[0];
1114             pred_y= P_LEFT[1];
1115         }
1116         dmin = s->me.motion_search[0](s, 0, &mx, &my, P, pred_x, pred_y, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax, 
1117                                       picture, mv_penalty);
1118  
1119         break;
1120     }
1121     
1122     dmin= s->me.sub_motion_search(s, &mx, &my, dmin, rel_xmin, rel_ymin, rel_xmax, rel_ymax,
1123                                    pred_x, pred_y, picture, 0, 0, mv_penalty);
1124 //printf("%d %d %d %d//", s->mb_x, s->mb_y, mx, my);
1125 //    s->mb_type[mb_y*s->mb_width + mb_x]= mb_type;
1126     mv_table[mot_xy][0]= mx;
1127     mv_table[mot_xy][1]= my;
1128
1129     return dmin;
1130 }
1131
1132 static inline int check_bidir_mv(MpegEncContext * s,
1133                    int mb_x, int mb_y,
1134                    int motion_fx, int motion_fy,
1135                    int motion_bx, int motion_by,
1136                    int pred_fx, int pred_fy,
1137                    int pred_bx, int pred_by)
1138 {
1139     //FIXME optimize?
1140     //FIXME move into template?
1141     //FIXME better f_code prediction (max mv & distance)
1142     UINT16 *mv_penalty= s->me.mv_penalty[s->f_code] + MAX_MV; // f_code of the prev frame
1143     uint8_t *dest_y = s->me.scratchpad;
1144     uint8_t *ptr;
1145     int dxy;
1146     int src_x, src_y;
1147     int fbmin;
1148
1149     if(s->quarter_sample){
1150         dxy = ((motion_fy & 3) << 2) | (motion_fx & 3);
1151         src_x = mb_x * 16 + (motion_fx >> 2);
1152         src_y = mb_y * 16 + (motion_fy >> 2);
1153         assert(src_x >=-16 && src_x<=s->width);
1154         assert(src_y >=-16 && src_y<=s->height);
1155
1156         ptr = s->last_picture.data[0] + (src_y * s->linesize) + src_x;
1157         s->dsp.put_qpel_pixels_tab[0][dxy](dest_y    , ptr    , s->linesize);
1158
1159         dxy = ((motion_by & 3) << 2) | (motion_bx & 3);
1160         src_x = mb_x * 16 + (motion_bx >> 2);
1161         src_y = mb_y * 16 + (motion_by >> 2);
1162         assert(src_x >=-16 && src_x<=s->width);
1163         assert(src_y >=-16 && src_y<=s->height);
1164     
1165         ptr = s->next_picture.data[0] + (src_y * s->linesize) + src_x;
1166         s->dsp.avg_qpel_pixels_tab[0][dxy](dest_y    , ptr    , s->linesize);
1167     }else{
1168         dxy = ((motion_fy & 1) << 1) | (motion_fx & 1);
1169         src_x = mb_x * 16 + (motion_fx >> 1);
1170         src_y = mb_y * 16 + (motion_fy >> 1);
1171         assert(src_x >=-16 && src_x<=s->width);
1172         assert(src_y >=-16 && src_y<=s->height);
1173
1174         ptr = s->last_picture.data[0] + (src_y * s->linesize) + src_x;
1175         s->dsp.put_pixels_tab[0][dxy](dest_y    , ptr    , s->linesize, 16);
1176
1177         dxy = ((motion_by & 1) << 1) | (motion_bx & 1);
1178         src_x = mb_x * 16 + (motion_bx >> 1);
1179         src_y = mb_y * 16 + (motion_by >> 1);
1180         assert(src_x >=-16 && src_x<=s->width);
1181         assert(src_y >=-16 && src_y<=s->height);
1182     
1183         ptr = s->next_picture.data[0] + (src_y * s->linesize) + src_x;
1184         s->dsp.avg_pixels_tab[0][dxy](dest_y    , ptr    , s->linesize, 16);
1185     }
1186
1187     fbmin = (mv_penalty[motion_fx-pred_fx] + mv_penalty[motion_fy-pred_fy])*s->me.sub_penalty_factor
1188            +(mv_penalty[motion_bx-pred_bx] + mv_penalty[motion_by-pred_by])*s->me.sub_penalty_factor;
1189            + s->dsp.me_sub_cmp[0](s, s->new_picture.data[0] + mb_x*16 + mb_y*16*s->linesize, dest_y, s->linesize);
1190
1191     return fbmin;
1192 }
1193
1194 /* refine the bidir vectors in hq mode and return the score in both lq & hq mode*/
1195 static inline int bidir_refine(MpegEncContext * s,
1196                                   int mb_x, int mb_y)
1197 {
1198     const int mot_stride = s->mb_width + 2;
1199     const int xy = (mb_y + 1)*mot_stride + mb_x + 1;
1200     int fbmin;
1201     int pred_fx= s->b_bidir_forw_mv_table[xy-1][0];
1202     int pred_fy= s->b_bidir_forw_mv_table[xy-1][1];
1203     int pred_bx= s->b_bidir_back_mv_table[xy-1][0];
1204     int pred_by= s->b_bidir_back_mv_table[xy-1][1];
1205     int motion_fx= s->b_bidir_forw_mv_table[xy][0]= s->b_forw_mv_table[xy][0];
1206     int motion_fy= s->b_bidir_forw_mv_table[xy][1]= s->b_forw_mv_table[xy][1];
1207     int motion_bx= s->b_bidir_back_mv_table[xy][0]= s->b_back_mv_table[xy][0];
1208     int motion_by= s->b_bidir_back_mv_table[xy][1]= s->b_back_mv_table[xy][1];
1209
1210     //FIXME do refinement and add flag
1211     
1212     fbmin= check_bidir_mv(s, mb_x, mb_y, 
1213                           motion_fx, motion_fy,
1214                           motion_bx, motion_by,
1215                           pred_fx, pred_fy,
1216                           pred_bx, pred_by);
1217
1218    return fbmin;
1219 }
1220
1221 static inline int direct_search(MpegEncContext * s,
1222                                 int mb_x, int mb_y)
1223 {
1224     int P[10][2];
1225     const int mot_stride = s->mb_width + 2;
1226     const int mot_xy = (mb_y + 1)*mot_stride + mb_x + 1;
1227     const int shift= 1+s->quarter_sample;
1228     int dmin, i;
1229     const int time_pp= s->pp_time;
1230     const int time_pb= s->pb_time;
1231     int mx, my, xmin, xmax, ymin, ymax;
1232     int16_t (*mv_table)[2]= s->b_direct_mv_table;
1233     uint16_t * const mv_penalty= s->me.mv_penalty[1] + MAX_MV;
1234     
1235     P_LAST[0]        = mv_table[mot_xy    ][0];
1236     P_LAST[1]        = mv_table[mot_xy    ][1];
1237     P_LEFT[0]        = mv_table[mot_xy - 1][0];
1238     P_LEFT[1]        = mv_table[mot_xy - 1][1];
1239     P_LAST_RIGHT[0]  = mv_table[mot_xy + 1][0];
1240     P_LAST_RIGHT[1]  = mv_table[mot_xy + 1][1];
1241     P_LAST_BOTTOM[0] = mv_table[mot_xy + mot_stride][0];
1242     P_LAST_BOTTOM[1] = mv_table[mot_xy + mot_stride][1];
1243 /*
1244     if(P_LEFT[0]       > (rel_xmax<<shift)) P_LEFT[0]       = (rel_xmax<<shift);
1245     if(P_LAST_RIGHT[0] < (rel_xmin<<shift)) P_LAST_RIGHT[0] = (rel_xmin<<shift);
1246     if(P_LAST_BOTTOM[1]< (rel_ymin<<shift)) P_LAST_BOTTOM[1]= (rel_ymin<<shift);
1247 */
1248     /* special case for first line */
1249     if ((mb_y == 0 || s->first_slice_line)) {
1250     } else {
1251         P_TOP[0] = mv_table[mot_xy - mot_stride             ][0];
1252         P_TOP[1] = mv_table[mot_xy - mot_stride             ][1];
1253         P_TOPRIGHT[0] = mv_table[mot_xy - mot_stride + 1         ][0];
1254         P_TOPRIGHT[1] = mv_table[mot_xy - mot_stride + 1         ][1];
1255     
1256         P_MEDIAN[0]= mid_pred(P_LEFT[0], P_TOP[0], P_TOPRIGHT[0]);
1257         P_MEDIAN[1]= mid_pred(P_LEFT[1], P_TOP[1], P_TOPRIGHT[1]);
1258     }
1259
1260     ymin= xmin=(-32)>>shift;
1261     ymax= xmax=   31>>shift;
1262
1263     if(s->co_located_type_table[mb_x + mb_y*s->mb_width]==CO_LOCATED_TYPE_4MV){
1264         s->mv_type= MV_TYPE_8X8;
1265     }else{
1266         s->mv_type= MV_TYPE_16X16;
1267     }
1268
1269     for(i=0; i<4; i++){
1270         int index= s->block_index[i];
1271         int min, max;
1272     
1273         s->me.co_located_mv[i][0]= s->motion_val[index][0];
1274         s->me.co_located_mv[i][1]= s->motion_val[index][1];
1275         s->me.direct_basis_mv[i][0]= s->me.co_located_mv[i][0]*time_pb/time_pp + ((i& 1)<<(shift+3));
1276         s->me.direct_basis_mv[i][1]= s->me.co_located_mv[i][1]*time_pb/time_pp + ((i>>1)<<(shift+3));
1277 //        s->me.direct_basis_mv[1][i][0]= s->me.co_located_mv[i][0]*(time_pb - time_pp)/time_pp + ((i &1)<<(shift+3);
1278 //        s->me.direct_basis_mv[1][i][1]= s->me.co_located_mv[i][1]*(time_pb - time_pp)/time_pp + ((i>>1)<<(shift+3);
1279
1280         max= FFMAX(s->me.direct_basis_mv[i][0], s->me.direct_basis_mv[i][0] - s->me.co_located_mv[i][0])>>shift;
1281         min= FFMIN(s->me.direct_basis_mv[i][0], s->me.direct_basis_mv[i][0] - s->me.co_located_mv[i][0])>>shift;
1282         max+= (2*mb_x + (i& 1))*8 - 1; // +-1 is for the simpler rounding
1283         min+= (2*mb_x + (i& 1))*8 + 1;
1284         if(max >= s->width) xmax= s->width - max - 1;
1285         if(min < -16      ) xmin= - 32 - min;
1286
1287         max= FFMAX(s->me.direct_basis_mv[i][1], s->me.direct_basis_mv[i][1] - s->me.co_located_mv[i][1])>>shift;
1288         min= FFMIN(s->me.direct_basis_mv[i][1], s->me.direct_basis_mv[i][1] - s->me.co_located_mv[i][1])>>shift;
1289         max+= (2*mb_y + (i>>1))*8 - 1; // +-1 is for the simpler rounding
1290         min+= (2*mb_y + (i>>1))*8 + 1;
1291         if(max >= s->height) ymax= s->height - max - 1;
1292         if(min < -16       ) ymin= - 32 - min;
1293         
1294         if(s->mv_type == MV_TYPE_16X16) break;
1295     }
1296     
1297     assert(xmax <= 15 && ymax <= 15 && xmin >= -16 && ymin >= -16);
1298     
1299     if(xmax < 0 || xmin >0 || ymax < 0 || ymin > 0){
1300         s->b_direct_mv_table[mot_xy][0]= 0;
1301         s->b_direct_mv_table[mot_xy][1]= 0;
1302
1303         return 256*256*256*64;
1304     }
1305
1306     if(s->flags&CODEC_FLAG_QPEL){
1307         dmin = simple_direct_qpel_epzs_motion_search(s, 0, &mx, &my, P, 0, 0, xmin, ymin, xmax, ymax, 
1308                                                      &s->last_picture, mv_penalty);
1309         dmin = simple_direct_qpel_qpel_motion_search(s, &mx, &my, dmin, xmin, ymin, xmax, ymax,
1310                                                 0, 0, &s->last_picture, 0, 0, mv_penalty);
1311     }else{
1312         dmin = simple_direct_hpel_epzs_motion_search(s, 0, &mx, &my, P, 0, 0, xmin, ymin, xmax, ymax, 
1313                                                      &s->last_picture, mv_penalty);
1314         dmin = simple_direct_hpel_hpel_motion_search(s, &mx, &my, dmin, xmin, ymin, xmax, ymax,
1315                                                 0, 0, &s->last_picture, 0, 0, mv_penalty);
1316     }
1317
1318     s->b_direct_mv_table[mot_xy][0]= mx;
1319     s->b_direct_mv_table[mot_xy][1]= my;
1320     return dmin;
1321 }
1322
1323 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
1324                              int mb_x, int mb_y)
1325 {
1326     const int penalty_factor= s->me.penalty_factor;
1327     int fmin, bmin, dmin, fbmin;
1328     int type=0;
1329     
1330     dmin= direct_search(s, mb_x, mb_y);
1331
1332     fmin= ff_estimate_motion_b(s, mb_x, mb_y, s->b_forw_mv_table, &s->last_picture, s->f_code);
1333     bmin= ff_estimate_motion_b(s, mb_x, mb_y, s->b_back_mv_table, &s->next_picture, s->b_code) - penalty_factor;
1334 //printf(" %d %d ", s->b_forw_mv_table[xy][0], s->b_forw_mv_table[xy][1]);
1335
1336     fbmin= bidir_refine(s, mb_x, mb_y);
1337
1338     {
1339         int score= dmin;
1340         type=MB_TYPE_DIRECT;
1341         
1342         if(fmin<score){
1343             score=fmin;
1344             type= MB_TYPE_FORWARD; 
1345         }
1346         if(bmin<score){
1347             score=bmin;
1348             type= MB_TYPE_BACKWARD; 
1349         }
1350         if(fbmin<score){
1351             score=fbmin;
1352             type= MB_TYPE_BIDIR;
1353         }
1354         score= ((unsigned)(score*score + 128*256))>>16;
1355         s->current_picture.mc_mb_var_sum += score;
1356         s->current_picture.mc_mb_var[mb_y*s->mb_width + mb_x] = score; //FIXME use SSD
1357     }
1358
1359     if(s->flags&CODEC_FLAG_HQ){
1360         type= MB_TYPE_FORWARD | MB_TYPE_BACKWARD | MB_TYPE_BIDIR | MB_TYPE_DIRECT; //FIXME something smarter
1361         if(dmin>256*256*16) type&= ~MB_TYPE_DIRECT; //dont try direct mode if its invalid for this MB
1362     }
1363
1364     s->mb_type[mb_y*s->mb_width + mb_x]= type;
1365 }
1366
1367 /* find best f_code for ME which do unlimited searches */
1368 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type)
1369 {
1370     if(s->me_method>=ME_EPZS){
1371         int score[8];
1372         int i, y;
1373         UINT8 * fcode_tab= s->fcode_tab;
1374         int best_fcode=-1;
1375         int best_score=-10000000;
1376
1377         for(i=0; i<8; i++) score[i]= s->mb_num*(8-i);
1378
1379         for(y=0; y<s->mb_height; y++){
1380             int x;
1381             int xy= (y+1)* (s->mb_width+2) + 1;
1382             i= y*s->mb_width;
1383             for(x=0; x<s->mb_width; x++){
1384                 if(s->mb_type[i] & type){
1385                     int fcode= FFMAX(fcode_tab[mv_table[xy][0] + MAX_MV],
1386                                      fcode_tab[mv_table[xy][1] + MAX_MV]);
1387                     int j;
1388                     
1389                     for(j=0; j<fcode && j<8; j++){
1390                         if(s->pict_type==B_TYPE || s->current_picture.mc_mb_var[i] < s->current_picture.mb_var[i])
1391                             score[j]-= 170;
1392                     }
1393                 }
1394                 i++;
1395                 xy++;
1396             }
1397         }
1398         
1399         for(i=1; i<8; i++){
1400             if(score[i] > best_score){
1401                 best_score= score[i];
1402                 best_fcode= i;
1403             }
1404 //            printf("%d %d\n", i, score[i]);
1405         }
1406
1407 //    printf("fcode: %d type: %d\n", i, s->pict_type);
1408         return best_fcode;
1409 /*        for(i=0; i<=MAX_FCODE; i++){
1410             printf("%d ", mv_num[i]);
1411         }
1412         printf("\n");*/
1413     }else{
1414         return 1;
1415     }
1416 }
1417
1418 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s)
1419 {
1420     const int f_code= s->f_code;
1421     int y;
1422     UINT8 * fcode_tab= s->fcode_tab;
1423 //int clip=0;
1424 //int noclip=0;
1425     /* clip / convert to intra 16x16 type MVs */
1426     for(y=0; y<s->mb_height; y++){
1427         int x;
1428         int xy= (y+1)* (s->mb_width+2)+1;
1429         int i= y*s->mb_width;
1430         for(x=0; x<s->mb_width; x++){
1431             if(s->mb_type[i]&MB_TYPE_INTER){
1432                 if(   fcode_tab[s->p_mv_table[xy][0] + MAX_MV] > f_code
1433                    || fcode_tab[s->p_mv_table[xy][0] + MAX_MV] == 0
1434                    || fcode_tab[s->p_mv_table[xy][1] + MAX_MV] > f_code
1435                    || fcode_tab[s->p_mv_table[xy][1] + MAX_MV] == 0 ){
1436                     s->mb_type[i] &= ~MB_TYPE_INTER;
1437                     s->mb_type[i] |= MB_TYPE_INTRA;
1438                     s->p_mv_table[xy][0] = 0;
1439                     s->p_mv_table[xy][1] = 0;
1440 //clip++;
1441                 }
1442 //else
1443 //  noclip++;
1444             }
1445             xy++;
1446             i++;
1447         }
1448     }
1449 //printf("%d no:%d %d//\n", clip, noclip, f_code);
1450     if(s->flags&CODEC_FLAG_4MV){
1451         const int wrap= 2+ s->mb_width*2;
1452
1453         /* clip / convert to intra 8x8 type MVs */
1454         for(y=0; y<s->mb_height; y++){
1455             int xy= (y*2 + 1)*wrap + 1;
1456             int i= y*s->mb_width;
1457             int x;
1458
1459             for(x=0; x<s->mb_width; x++){
1460                 if(s->mb_type[i]&MB_TYPE_INTER4V){
1461                     int block;
1462                     for(block=0; block<4; block++){
1463                         int off= (block& 1) + (block>>1)*wrap;
1464                         int mx= s->motion_val[ xy + off ][0];
1465                         int my= s->motion_val[ xy + off ][1];
1466
1467                         if(   fcode_tab[mx + MAX_MV] > f_code
1468                            || fcode_tab[mx + MAX_MV] == 0
1469                            || fcode_tab[my + MAX_MV] > f_code
1470                            || fcode_tab[my + MAX_MV] == 0 ){
1471                             s->mb_type[i] &= ~MB_TYPE_INTER4V;
1472                             s->mb_type[i] |= MB_TYPE_INTRA;
1473                         }
1474                     }
1475                 }
1476                 xy+=2;
1477                 i++;
1478             }
1479         }
1480     }
1481 }
1482
1483 void ff_fix_long_b_mvs(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type)
1484 {
1485     int y;
1486     UINT8 * fcode_tab= s->fcode_tab;
1487
1488     /* clip / convert to intra 16x16 type MVs */
1489     for(y=0; y<s->mb_height; y++){
1490         int x;
1491         int xy= (y+1)* (s->mb_width+2)+1;
1492         int i= y*s->mb_width;
1493         for(x=0; x<s->mb_width; x++){
1494             if(   fcode_tab[mv_table[xy][0] + MAX_MV] > f_code
1495                || fcode_tab[mv_table[xy][0] + MAX_MV] == 0){
1496                 if(mv_table[xy][0]>0) mv_table[xy][0]=  (16<<f_code)-1;
1497                 else                  mv_table[xy][0]= -(16<<f_code);
1498             }
1499             if(   fcode_tab[mv_table[xy][1] + MAX_MV] > f_code
1500                || fcode_tab[mv_table[xy][1] + MAX_MV] == 0){
1501                 if(mv_table[xy][1]>0) mv_table[xy][1]=  (16<<f_code)-1;
1502                 else                  mv_table[xy][1]= -(16<<f_code);
1503             }
1504             xy++;
1505             i++;
1506         }
1507     }
1508 }