[svn] / trunk / xvidcore / src / plugins / plugin_2pass2.c Repository:
ViewVC logotype

Diff of /trunk/xvidcore/src/plugins/plugin_2pass2.c

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log | View Patch Patch

revision 1382, Mon Mar 22 22:36:25 2004 UTC revision 1589, Sun Jan 9 20:26:42 2005 UTC
# Line 25  Line 25 
25   *  along with this program; if not, write to the Free Software   *  along with this program; if not, write to the Free Software
26   *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA   *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
27   *   *
28   * $Id: plugin_2pass2.c,v 1.2 2004-03-22 22:36:24 edgomez Exp $   * $Id: plugin_2pass2.c,v 1.6 2005-01-09 20:26:42 edgomez Exp $
29   *   *
30   *****************************************************************************/   *****************************************************************************/
31    
# Line 35  Line 35 
35  /* forces second pass not to be bigger than first */  /* forces second pass not to be bigger than first */
36  #undef PASS_SMALLER  #undef PASS_SMALLER
37    
38  /* automtically alters overflow controls (strength and improvement/degradation)  /* automatically alters overflow controls (strength and improvement/degradation)
39          to fight most common problems without user's knowladge */          to fight most common problems without user's knowladge */
40  #define SMART_OVERFLOW_SETTING  #define SMART_OVERFLOW_SETTING
41    
# Line 177  Line 177 
177          twopass_stat_t * stats;          twopass_stat_t * stats;
178    
179          /*----------------------------------          /*----------------------------------
180           * Histerysis helpers           * Hysteresis helpers
181           *--------------------------------*/           *--------------------------------*/
182    
183          /* This field holds the int2float conversion errors of each quant per          /* This field holds the int2float conversion errors of each quant per
# Line 270  Line 270 
270  static void first_pass_stats_prepare_data(rc_2pass2_t * rc);  static void first_pass_stats_prepare_data(rc_2pass2_t * rc);
271  static void first_pass_scale_curve_internal(rc_2pass2_t *rc);  static void first_pass_scale_curve_internal(rc_2pass2_t *rc);
272  static void scaled_curve_apply_advanced_parameters(rc_2pass2_t * rc);  static void scaled_curve_apply_advanced_parameters(rc_2pass2_t * rc);
273    static  int check_curve_for_vbv_compliancy(rc_2pass2_t * rc, const float fps);
274    static  int scale_curve_for_vbv_compliancy(rc_2pass2_t * rc, const float fps);
275  #if 0  #if 0
276  static void stats_print(rc_2pass2_t * rc);  static void stats_print(rc_2pass2_t * rc);
277  #endif  #endif
# Line 288  Line 290 
290          if (rc == NULL)          if (rc == NULL)
291                  return XVID_ERR_MEMORY;                  return XVID_ERR_MEMORY;
292    
293          rc->param = *param;          /* v1.0.x */
294            rc->param.version = param->version;
295            rc->param.bitrate = param->bitrate;
296            rc->param.filename = param->filename;
297            rc->param.keyframe_boost = param->keyframe_boost;
298            rc->param.curve_compression_high = param->curve_compression_high;
299            rc->param.curve_compression_low = param->curve_compression_low;
300            rc->param.overflow_control_strength = param->overflow_control_strength;
301            rc->param.max_overflow_improvement = param->max_overflow_improvement;
302            rc->param.max_overflow_degradation = param->max_overflow_degradation;
303            rc->param.kfreduction = param->kfreduction;
304            rc->param.kfthreshold = param->kfthreshold;
305            rc->param.container_frame_overhead = param->container_frame_overhead;
306    
307            if (XVID_VERSION_MINOR(param->version) >= 1) {
308                    rc->param.vbv_size = param->vbv_size;
309                    rc->param.vbv_initial = param->vbv_initial;
310                    rc->param.vbv_maxrate = param->vbv_maxrate;
311                    rc->param.vbv_peakrate = param->vbv_peakrate;
312            }else{
313                    rc->param.vbv_size =
314                    rc->param.vbv_initial =
315                    rc->param.vbv_maxrate =
316                    rc->param.vbv_peakrate = 0;
317            }
318    
319          /* Initialize all defaults */          /* Initialize all defaults */
320  #define _INIT(a, b) if((a) <= 0) (a) = (b)  #define _INIT(a, b) if((a) <= 0) (a) = (b)
# Line 426  Line 452 
452           * shape the curve in the BEFORE/AFTER pair of functions */           * shape the curve in the BEFORE/AFTER pair of functions */
453          scaled_curve_apply_advanced_parameters(rc);          scaled_curve_apply_advanced_parameters(rc);
454    
455            /* Check curve for VBV compliancy and rescale if necessary */
456    #ifdef VBV_FORCE
457            if (rc->param.vbv_size==0) {
458                    rc->param.vbv_size      =  3145728;
459                    rc->param.vbv_initial   =  2359296;
460                    rc->param.vbv_maxrate  =  4000000;
461                    rc->param.vbv_peakrate = 10000000;
462            }
463    #endif
464    
465            /* vbv_size==0 switches VBV check off */
466            if (rc->param.vbv_size > 0)  {
467                    const double fps = (double)create->fbase/(double)create->fincr;
468                    int status = check_curve_for_vbv_compliancy(rc, fps);
469    
470                    if (status) {
471                            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Underflow detected - Scaling Curve for compliancy.\n");
472                    }
473    
474                    status = scale_curve_for_vbv_compliancy(rc, fps);
475    
476                    if (status == 0) {
477                            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] VBV compliant curve scaling done.\n");
478                    } else {
479                            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] VBV compliant curve scaling impossible.\n");
480                    }
481            }
482          *handle = rc;          *handle = rc;
483          return(0);          return(0);
484  }  }
# Line 804  Line 857 
857                  rc->KFoverflow -= rc->KFoverflow_partial;                  rc->KFoverflow -= rc->KFoverflow_partial;
858          }          }
859    
860          rc->overflow += (s->error = s->desired_length - data->length);          s->error = s->desired_length - data->length;
861          rc->real_total += data->length;          rc->real_total += data->length;
862    
863          DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] -- frame:%d type:%c quant:%d stats:%d scaled:%d desired:%d actual:%d error:%d overflow:%.2f\n",          DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] -- frame:%d type:%c quant:%d stats:%d scaled:%d desired:%d actual:%d error:%d overflow:%.2f\n",
# Line 1381  Line 1434 
1434  }  }
1435    
1436  /*****************************************************************************  /*****************************************************************************
1437     * VBV compliancy check and scale
1438     * MPEG-4 standard specifies certain restrictions for bitrate/framesize in VBR
1439     * to enable playback on devices with limited readspeed and memory (and which
1440     * aren't...)
1441     *
1442     * DivX profiles have 2 criteria: VBV as in MPEG standard
1443     *                                a limit on peak bitrate for any 3 seconds
1444     *
1445     * But if VBV is fulfilled, peakrate is automatically fulfilled in any profile
1446     * define so far, so we check for it (for completeness) but correct only VBV
1447     *
1448     *****************************************************************************/
1449    
1450    #define VBV_COMPLIANT 0
1451    #define VBV_UNDERFLOW 1 /* video buffer runs empty */
1452    #define VBV_OVERFLOW 2  /* doesn't exist for VBR encoding */
1453    #define VBV_PEAKRATE 4  /* peak bitrate (within 3s) violated */
1454    
1455    static int
1456    check_curve_for_vbv_compliancy(rc_2pass2_t * rc, const float fps)
1457    {
1458            /* We do all calculations in float, for higher accuracy,
1459             * and in bytes for convenience.
1460             *
1461             * typical values from DivX Home Theater profile:
1462             *  vbv_size= 384*1024 (384kB)
1463             *  vbv_initial= 288*1024 (75% fill)
1464             *  maxrate= 4000000 (4MBps)
1465             *  peakrate= 10000000 (10MBps)
1466             *
1467             *  PAL: offset3s = 75 (3 seconds of 25fps)
1468             *  NTSC: offset3s = 90 (3 seconds of 29.97fps) or 72 (3 seconds of 23.976fps)
1469             */
1470    
1471            const float vbv_size = (float)rc->param.vbv_size/8.f;
1472            float vbvfill = (float)rc->param.vbv_initial/8.f;
1473            float vbvmin;
1474    
1475            const float maxrate = (float)rc->param.vbv_maxrate;
1476            const float peakrate = (float)rc->param.vbv_peakrate;
1477            const float r0 = (int)(maxrate/fps+0.5)/8.f;
1478    
1479            int bytes3s = 0;
1480            int offset3s = (int)(3.f*fps+0.5);
1481            int i;
1482    
1483            /* 1Gbit should be enough to inuitialize the vbvmin
1484             *      an arbitrary high value */
1485            vbvmin = 1000*1000*1000;
1486    
1487            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
1488                    /* DivX 3s peak bitrate check  */
1489                    bytes3s += rc->stats[i].scaled_length;
1490                    if (i>=offset3s)
1491                            bytes3s -= rc->stats[i-offset3s].scaled_length;
1492    
1493                    if (8.f*bytes3s > 3*peakrate)
1494                            return(VBV_PEAKRATE);
1495    
1496                    /* update vbv fill level */
1497                    vbvfill += r0 - rc->stats[i].scaled_length;
1498    
1499                    /* this check is _NOT_ an "overflow"! only reading from disk stops then */
1500                    if (vbvfill > vbv_size)
1501                            vbvfill = vbv_size;
1502    
1503                    /* but THIS would be an underflow. report it! */
1504                    if (vbvfill < 0)
1505                            return(VBV_UNDERFLOW);
1506    
1507                    /* Store the minimum buffer filling */
1508                    if (vbvfill < vbvmin)
1509                            vbvmin = vbvfill;
1510            }
1511    
1512            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Minimum buffer fill: %f bytes\n", vbvmin);
1513    
1514            return(VBV_COMPLIANT);
1515    }
1516    
1517    
1518    static int
1519    scale_curve_for_vbv_compliancy(rc_2pass2_t * rc, const float fps)
1520    {
1521            /* correct any VBV violations. Peak bitrate violations disappears
1522             * by this automatically
1523             *
1524             * This implementation follows
1525             *
1526             * Westerink, Rajagopalan, Gonzales "Two-pass MPEG-2 variable-bitrate encoding"
1527             * IBM J. RES. DEVELOP. VOL 43, No. 4, July 1999, p.471--488
1528             *
1529             * Thanks, guys! This paper rocks!!! */
1530    
1531            /* For each scene of len N, we have to check up to N^2 possible buffer fills.
1532             * This works well with MPEG-2 where N==12 or so, but for MPEG-4 it's a
1533             * little slow...
1534             *
1535             * TODO: Better control on VBVfill between scenes */
1536    
1537            const float vbv_size = (float)rc->param.vbv_size/8.f;
1538            const float vbv_initial = (float)rc->param.vbv_initial/8.f;
1539    
1540            const float maxrate = 0.9*rc->param.vbv_maxrate;
1541            const float vbv_low = 0.10f*vbv_size;
1542            const float r0 = (int)(maxrate/fps+0.5)/8.f;
1543    
1544            int i,k,l,n,violation = 0;
1545            float *scenefactor;
1546            int *scenestart;
1547            int *scenelength;
1548    
1549            /* first step: determine how many "scenes" there are and store their
1550             * boundaries we could get all this from existing keyframe_positions,
1551             * somehow, but there we don't have a min_scenelength, and it's no big
1552             * deal to get it again. */
1553    
1554            const int min_scenelength = (int)(fps+0.5);
1555            int num_scenes = 0;
1556            int last_scene = -999;
1557            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
1558                    if ((rc->stats[i].type == XVID_TYPE_IVOP) && (i-last_scene>min_scenelength)) {
1559                            last_scene = i;
1560                            num_scenes++;
1561                    }
1562            }
1563    
1564            scenefactor = (float*)malloc(num_scenes*sizeof(float));
1565            scenestart = (int*)malloc(num_scenes*sizeof(int));
1566            scenelength = (int*)malloc(num_scenes*sizeof(int));
1567    
1568            if ((!scenefactor) || (!scenestart) || (!scenelength) ) {
1569                    free(scenefactor);
1570                    free(scenestart);
1571                    free(scenelength);
1572                    /* remember: free(0) is valid and does exactly nothing. */
1573                    return(-1);
1574            }
1575    
1576            /* count again and safe the length/position */
1577    
1578            num_scenes = 0;
1579            last_scene = -999;
1580            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
1581                    if ((rc->stats[i].type == XVID_TYPE_IVOP) && (i-last_scene>min_scenelength)) {
1582                            if (num_scenes>0) {
1583                                    scenelength[num_scenes-1]=i-last_scene;
1584                            }
1585                            scenestart[num_scenes]=i;
1586                            num_scenes++;
1587                            last_scene = i;
1588                    }
1589            }
1590            scenelength[num_scenes-1]=i-last_scene;
1591    
1592            /* second step: check for each scene, how much we can scale its frames up or
1593             * down such that the VBV restriction is just fulfilled */
1594    #define R(k,n) (((n)+1-(k))*r0)     /* how much enters the buffer between frame k and n */
1595            for (l=0; l<num_scenes;l++) {
1596                    const int start = scenestart[l];
1597                    const int length = scenelength[l];
1598                    twopass_stat_t * frames = &rc->stats[start];
1599    
1600                    float S0n,Skn;
1601                    float f,minf = 99999.f;
1602    
1603                    S0n=0.;
1604                    for (n=0;n<=length-1;n++) {
1605                            S0n += frames[n].scaled_length;
1606    
1607                            k = 0;
1608                            Skn = S0n;
1609                            f = (R(k,n-1) + (vbv_initial - vbv_low)) / Skn;
1610                            if (f < minf)
1611                                    minf = f;
1612    
1613                            for (k=1;k<=n;k++) {
1614                                    Skn -= frames[k].scaled_length;
1615    
1616                                    f = (R(k,n-1) + (vbv_size - vbv_low)) / Skn;
1617                                    if (f < minf)
1618                                            minf = f;
1619                            }
1620                    }
1621    
1622                    /* special case: at the end, fill buffer up to vbv_initial again
1623                     *
1624                     * TODO: Allow other values for buffer fill between scenes
1625                     * e.g. if n=N is smallest f-value, then check for better value */
1626    
1627                    n=length;
1628                    k=0;
1629                    Skn = S0n;
1630                    f = R(k,n-1)/Skn;
1631                    if (f < minf)
1632                            minf = f;
1633    
1634                    for (k=1;k<=n-1;k++) {
1635                            Skn -= frames[k].scaled_length;
1636    
1637                            f = (R(k,n-1) + (vbv_initial - vbv_low)) / Skn;
1638                            if (f < minf)
1639                                    minf = f;
1640                    }
1641    
1642                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Scene %d (Frames %d-%d): VBVfactor %f\n",
1643                                    l, start, start+length-1 , minf);
1644    
1645                    scenefactor[l] = minf;
1646            }
1647    #undef R
1648    
1649            /* last step: now we know of any scene how much it can be scaled up or down
1650             * without violating VBV. Next, distribute bits from the evil scenes to the
1651             * good ones */
1652            do {
1653                    float S_red = 0.f;    /* how much to redistribute */
1654                    float S_elig = 0.f;   /* sum of bit for those scenes you can still swallow something*/
1655                    float f_red;
1656                    int l;
1657    
1658                    /* check how much is wrong */
1659                    for (l=0;l<num_scenes;l++) {
1660                            const int start = scenestart[l];
1661                            const int length = scenelength[l];
1662                            twopass_stat_t * frames = &rc->stats[start];
1663    
1664                            /* exactly 1 means "don't touch this anymore!" */
1665                            if (scenefactor[l] == 1.)
1666                                    continue;
1667    
1668                            /* within limits */
1669                            if (scenefactor[l] > 1.) {
1670                                    for (n= 0; n < length; n++)
1671                                            S_elig += frames[n].scaled_length;
1672                            } else {
1673                                    /* underflowing segment */
1674                                    for (n= 0; n < length; n++) {
1675                                            float newbytes = (float)frames[n].scaled_length * scenefactor[l];
1676                                            S_red += (float)frames[n].scaled_length - (float)newbytes;
1677                                            frames[n].scaled_length =(int)newbytes;
1678                                    }
1679                                    scenefactor[l] = 1.f;
1680                            }
1681                    }
1682    
1683                    /* no more underflows */
1684                    if (S_red < 1.f)
1685                            break;
1686    
1687                    if (S_elig < 1.f) {
1688                            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Everything underflowing.\n");
1689                            free(scenefactor);
1690                            free(scenestart);
1691                            free(scenelength);
1692                            return(-2);
1693                    }
1694    
1695                    f_red = (1.f + S_red/S_elig);
1696    
1697                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Moving %.0f kB to avoid buffer underflow, correction factor: %.5f\n",
1698                                    S_red/1024.f, f_red);
1699    
1700                    violation=0;
1701                    /* scale remaining scenes up to meet total size */
1702                    for (l=0; l<num_scenes; l++) {
1703                            const int start = scenestart[l];
1704                            const int length = scenelength[l];
1705                            twopass_stat_t * frames = &rc->stats[start];
1706    
1707                            if (scenefactor[l] == 1.)
1708                                    continue;
1709    
1710                            /* there shouldn't be any segments with factor<1 left, so all the rest is >1 */
1711                            for (n= 0; n < length; n++) {
1712                                    frames[n].scaled_length = (int)(frames[n].scaled_length * f_red + 0.5);
1713                            }
1714    
1715                            scenefactor[l] /= f_red;
1716                            if (scenefactor[l] < 1.f)
1717                                    violation=1;
1718                    }
1719    
1720            } while (violation);
1721    
1722            free(scenefactor);
1723            free(scenestart);
1724            free(scenelength);
1725            return(0);
1726    }
1727    
1728    
1729    /*****************************************************************************
1730   * Still more low level stuff (nothing to do with stats treatment)   * Still more low level stuff (nothing to do with stats treatment)
1731   ****************************************************************************/   ****************************************************************************/
1732    

Legend:
Removed from v.1382  
changed lines
  Added in v.1589

No admin address has been configured
ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.0.4