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Diff of /xvidcore/src/motion/estimation_bvop.c

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revision 1.1, Wed Sep 10 22:18:59 2003 UTC revision 1.1.2.2, Tue Sep 30 18:20:31 2003 UTC
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1    /*****************************************************************************
2     *
3     *  XVID MPEG-4 VIDEO CODEC
4     *  - Motion Estimation for B-VOPs  -
5     *
6     *  Copyright(C) 2002 Christoph Lampert <gruel@web.de>
7     *               2002 Michael Militzer <michael@xvid.org>
8     *               2002-2003 Radoslaw Czyz <xvid@syskin.cjb.net>
9     *
10     *  This program is free software ; you can redistribute it and/or modify
11     *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
12     *  the Free Software Foundation ; either version 2 of the License, or
13     *  (at your option) any later version.
14     *
15     *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
16     *  but WITHOUT ANY WARRANTY ; without even the implied warranty of
17     *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18     *  GNU General Public License for more details.
19     *
20     *  You should have received a copy of the GNU General Public License
21     *  along with this program ; if not, write to the Free Software
22     *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
23     *
24     * $Id$
25     *
26     ****************************************************************************/
27    
28    
29    #include <assert.h>
30    #include <stdio.h>
31    #include <stdlib.h>
32    #include <string.h>     /* memcpy */
33    
34    #include "../encoder.h"
35    #include "../global.h"
36    #include "../image/interpolate8x8.h"
37    #include "estimation.h"
38    #include "motion.h"
39    #include "sad.h"
40    #include "motion_inlines.h"
41    
42    
43    static int32_t
44    ChromaSAD2(const int fx, const int fy, const int bx, const int by,
45                            const SearchData * const data)
46    {
47            int sad;
48            const uint32_t stride = data->iEdgedWidth/2;
49            uint8_t *f_refu, *f_refv, *b_refu, *b_refv;
50    
51            const INTERPOLATE8X8_PTR interpolate8x8_halfpel[] = {
52                    NULL,
53                    interpolate8x8_halfpel_v,
54                    interpolate8x8_halfpel_h,
55                    interpolate8x8_halfpel_hv
56            };
57    
58            int offset = (fx>>1) + (fy>>1)*stride;
59            int filter = ((fx & 1) << 1) | (fy & 1);
60    
61            if (filter != 0) {
62                    f_refu = data->RefQ;
63                    f_refv = data->RefQ + 8;
64                    interpolate8x8_halfpel[filter](f_refu, data->RefP[4] + offset, stride, data->rounding);
65                    interpolate8x8_halfpel[filter](f_refv, data->RefP[5] + offset, stride, data->rounding);
66            } else {
67                    f_refu = (uint8_t*)data->RefP[4] + offset;
68                    f_refv = (uint8_t*)data->RefP[5] + offset;
69            }
70    
71            offset = (bx>>1) + (by>>1)*stride;
72            filter = ((bx & 1) << 1) | (by & 1);
73    
74            if (filter != 0) {
75                    b_refu = data->RefQ + 16;
76                    b_refv = data->RefQ + 24;
77                    interpolate8x8_halfpel[filter](b_refu, data->b_RefP[4] + offset, stride, data->rounding);
78                    interpolate8x8_halfpel[filter](b_refv, data->b_RefP[5] + offset, stride, data->rounding);
79            } else {
80                    b_refu = (uint8_t*)data->b_RefP[4] + offset;
81                    b_refv = (uint8_t*)data->b_RefP[5] + offset;
82            }
83    
84            sad = sad8bi(data->CurU, b_refu, f_refu, stride);
85            sad += sad8bi(data->CurV, b_refv, f_refv, stride);
86    
87            return sad;
88    }
89    
90    static void
91    CheckCandidateInt(const int xf, const int yf, const SearchData * const data, const unsigned int Direction)
92    {
93            int32_t sad, xb, yb, xcf, ycf, xcb, ycb;
94            uint32_t t;
95            const uint8_t *ReferenceF, *ReferenceB;
96            VECTOR *current;
97    
98            if ((xf > data->max_dx) || (xf < data->min_dx) ||
99                    (yf > data->max_dy) || (yf < data->min_dy))
100                    return;
101    
102            if (!data->qpel_precision) {
103                    ReferenceF = GetReference(xf, yf, data);
104                    xb = data->currentMV[1].x; yb = data->currentMV[1].y;
105                    ReferenceB = GetReferenceB(xb, yb, 1, data);
106                    current = data->currentMV;
107                    xcf = xf; ycf = yf;
108                    xcb = xb; ycb = yb;
109            } else {
110                    ReferenceF = xvid_me_interpolate16x16qpel(xf, yf, 0, data);
111                    xb = data->currentQMV[1].x; yb = data->currentQMV[1].y;
112                    current = data->currentQMV;
113                    ReferenceB = xvid_me_interpolate16x16qpel(xb, yb, 1, data);
114                    xcf = xf/2; ycf = yf/2;
115                    xcb = xb/2; ycb = yb/2;
116            }
117    
118            t = d_mv_bits(xf, yf, data->predMV, data->iFcode, data->qpel^data->qpel_precision, 0)
119                     + d_mv_bits(xb, yb, data->bpredMV, data->iFcode, data->qpel^data->qpel_precision, 0);
120    
121            sad = sad16bi(data->Cur, ReferenceF, ReferenceB, data->iEdgedWidth);
122            sad += (data->lambda16 * t * sad)>>10;
123    
124            if (data->chroma && sad < *data->iMinSAD)
125                    sad += ChromaSAD2((xcf >> 1) + roundtab_79[xcf & 0x3],
126                                                            (ycf >> 1) + roundtab_79[ycf & 0x3],
127                                                            (xcb >> 1) + roundtab_79[xcb & 0x3],
128                                                            (ycb >> 1) + roundtab_79[ycb & 0x3], data);
129    
130            if (sad < *(data->iMinSAD)) {
131                    *(data->iMinSAD) = sad;
132                    current->x = xf; current->y = yf;
133                    *data->dir = Direction;
134            }
135    }
136    
137    static void
138    CheckCandidateDirect(const int x, const int y, const SearchData * const data, const unsigned int Direction)
139    {
140            int32_t sad = 0, xcf = 0, ycf = 0, xcb = 0, ycb = 0;
141            uint32_t k;
142            const uint8_t *ReferenceF;
143            const uint8_t *ReferenceB;
144            VECTOR mvs, b_mvs;
145    
146            if (( x > 31) || ( x < -32) || ( y > 31) || (y < -32)) return;
147    
148            for (k = 0; k < 4; k++) {
149                    mvs.x = data->directmvF[k].x + x;
150                    b_mvs.x = ((x == 0) ?
151                            data->directmvB[k].x
152                            : mvs.x - data->referencemv[k].x);
153    
154                    mvs.y = data->directmvF[k].y + y;
155                    b_mvs.y = ((y == 0) ?
156                            data->directmvB[k].y
157                            : mvs.y - data->referencemv[k].y);
158    
159                    if ((mvs.x > data->max_dx)   || (mvs.x < data->min_dx)   ||
160                            (mvs.y > data->max_dy)   || (mvs.y < data->min_dy)   ||
161                            (b_mvs.x > data->max_dx) || (b_mvs.x < data->min_dx) ||
162                            (b_mvs.y > data->max_dy) || (b_mvs.y < data->min_dy) )
163                            return;
164    
165                    if (data->qpel) {
166                            xcf += mvs.x/2; ycf += mvs.y/2;
167                            xcb += b_mvs.x/2; ycb += b_mvs.y/2;
168                    } else {
169                            xcf += mvs.x; ycf += mvs.y;
170                            xcb += b_mvs.x; ycb += b_mvs.y;
171                            mvs.x *= 2; mvs.y *= 2; /* we move to qpel precision anyway */
172                            b_mvs.x *= 2; b_mvs.y *= 2;
173                    }
174    
175                    ReferenceF = xvid_me_interpolate8x8qpel(mvs.x, mvs.y, k, 0, data);
176                    ReferenceB = xvid_me_interpolate8x8qpel(b_mvs.x, b_mvs.y, k, 1, data);
177    
178                    sad += sad8bi(data->Cur + 8*(k&1) + 8*(k>>1)*(data->iEdgedWidth),
179                                                    ReferenceF, ReferenceB, data->iEdgedWidth);
180                    if (sad > *(data->iMinSAD)) return;
181            }
182    
183            sad += (data->lambda16 * d_mv_bits(x, y, zeroMV, 1, 0, 0) * sad)>>10;
184    
185            if (data->chroma && sad < *data->iMinSAD)
186                    sad += ChromaSAD2((xcf >> 3) + roundtab_76[xcf & 0xf],
187                                                            (ycf >> 3) + roundtab_76[ycf & 0xf],
188                                                            (xcb >> 3) + roundtab_76[xcb & 0xf],
189                                                            (ycb >> 3) + roundtab_76[ycb & 0xf], data);
190    
191            if (sad < *(data->iMinSAD)) {
192                    *(data->iMinSAD) = sad;
193                    data->currentMV->x = x; data->currentMV->y = y;
194                    *data->dir = Direction;
195            }
196    }
197    
198    static void
199    CheckCandidateDirectno4v(const int x, const int y, const SearchData * const data, const unsigned int Direction)
200    {
201            int32_t sad, xcf, ycf, xcb, ycb;
202            const uint8_t *ReferenceF;
203            const uint8_t *ReferenceB;
204            VECTOR mvs, b_mvs;
205    
206            if (( x > 31) || ( x < -32) || ( y > 31) || (y < -32)) return;
207    
208            mvs.x = data->directmvF[0].x + x;
209            b_mvs.x = ((x == 0) ?
210                    data->directmvB[0].x
211                    : mvs.x - data->referencemv[0].x);
212    
213            mvs.y = data->directmvF[0].y + y;
214            b_mvs.y = ((y == 0) ?
215                    data->directmvB[0].y
216                    : mvs.y - data->referencemv[0].y);
217    
218            if ( (mvs.x > data->max_dx) || (mvs.x < data->min_dx)
219                    || (mvs.y > data->max_dy) || (mvs.y < data->min_dy)
220                    || (b_mvs.x > data->max_dx) || (b_mvs.x < data->min_dx)
221                    || (b_mvs.y > data->max_dy) || (b_mvs.y < data->min_dy) ) return;
222    
223            if (data->qpel) {
224                    xcf = 4*(mvs.x/2); ycf = 4*(mvs.y/2);
225                    xcb = 4*(b_mvs.x/2); ycb = 4*(b_mvs.y/2);
226                    ReferenceF = xvid_me_interpolate16x16qpel(mvs.x, mvs.y, 0, data);
227                    ReferenceB = xvid_me_interpolate16x16qpel(b_mvs.x, b_mvs.y, 1, data);
228            } else {
229                    xcf = 4*mvs.x; ycf = 4*mvs.y;
230                    xcb = 4*b_mvs.x; ycb = 4*b_mvs.y;
231                    ReferenceF = GetReference(mvs.x, mvs.y, data);
232                    ReferenceB = GetReferenceB(b_mvs.x, b_mvs.y, 1, data);
233            }
234    
235            sad = sad16bi(data->Cur, ReferenceF, ReferenceB, data->iEdgedWidth);
236            sad += (data->lambda16 * d_mv_bits(x, y, zeroMV, 1, 0, 0) * sad)>>10;
237    
238            if (data->chroma && sad < *data->iMinSAD)
239                    sad += ChromaSAD2((xcf >> 3) + roundtab_76[xcf & 0xf],
240                                                            (ycf >> 3) + roundtab_76[ycf & 0xf],
241                                                            (xcb >> 3) + roundtab_76[xcb & 0xf],
242                                                            (ycb >> 3) + roundtab_76[ycb & 0xf], data);
243    
244            if (sad < *(data->iMinSAD)) {
245                    *(data->iMinSAD) = sad;
246                    data->currentMV->x = x; data->currentMV->y = y;
247                    *data->dir = Direction;
248            }
249    }
250    
251    void
252    CheckCandidate16no4v(const int x, const int y, const SearchData * const data, const unsigned int Direction)
253    {
254            int32_t sad, xc, yc;
255            const uint8_t * Reference;
256            uint32_t t;
257            VECTOR * current;
258    
259            if ( (x > data->max_dx) || ( x < data->min_dx)
260                    || (y > data->max_dy) || (y < data->min_dy) ) return;
261    
262            if (data->rrv && (!(x&1) && x !=0) | (!(y&1) && y !=0) ) return; /* non-zero even value */
263    
264            if (data->qpel_precision) { /* x and y are in 1/4 precision */
265                    Reference = xvid_me_interpolate16x16qpel(x, y, 0, data);
266                    current = data->currentQMV;
267                    xc = x/2; yc = y/2;
268            } else {
269                    Reference = GetReference(x, y, data);
270                    current = data->currentMV;
271                    xc = x; yc = y;
272            }
273            t = d_mv_bits(x, y, data->predMV, data->iFcode,
274                                            data->qpel^data->qpel_precision, data->rrv);
275    
276            sad = sad16(data->Cur, Reference, data->iEdgedWidth, 256*4096);
277            sad += (data->lambda16 * t * sad)>>10;
278    
279            if (data->chroma && sad < *data->iMinSAD)
280                    sad += xvid_me_ChromaSAD((xc >> 1) + roundtab_79[xc & 0x3],
281                                                                    (yc >> 1) + roundtab_79[yc & 0x3], data);
282    
283            if (sad < *(data->iMinSAD)) {
284                    *(data->iMinSAD) = sad;
285                    current->x = x; current->y = y;
286                    *data->dir = Direction;
287            }
288    }
289    
290    static __inline VECTOR
291    ChoosePred(const MACROBLOCK * const pMB, const uint32_t mode)
292    {
293    /* the stupidiest function ever */
294            return (mode == MODE_FORWARD ? pMB->mvs[0] : pMB->b_mvs[0]);
295    }
296    
297    static void __inline
298    PreparePredictionsBF(VECTOR * const pmv, const int x, const int y,
299                                                            const uint32_t iWcount,
300                                                            const MACROBLOCK * const pMB,
301                                                            const uint32_t mode_curr)
302    {
303    
304            /* [0] is prediction */
305            pmv[0].x = EVEN(pmv[0].x); pmv[0].y = EVEN(pmv[0].y);
306    
307            pmv[1].x = pmv[1].y = 0; /* [1] is zero */
308    
309            pmv[2] = ChoosePred(pMB, mode_curr);
310            pmv[2].x = EVEN(pmv[2].x); pmv[2].y = EVEN(pmv[2].y);
311    
312            if ((y != 0)&&(x != (int)(iWcount+1))) {                        /* [3] top-right neighbour */
313                    pmv[3] = ChoosePred(pMB+1-iWcount, mode_curr);
314                    pmv[3].x = EVEN(pmv[3].x); pmv[3].y = EVEN(pmv[3].y);
315            } else pmv[3].x = pmv[3].y = 0;
316    
317            if (y != 0) {
318                    pmv[4] = ChoosePred(pMB-iWcount, mode_curr);
319                    pmv[4].x = EVEN(pmv[4].x); pmv[4].y = EVEN(pmv[4].y);
320            } else pmv[4].x = pmv[4].y = 0;
321    
322            if (x != 0) {
323                    pmv[5] = ChoosePred(pMB-1, mode_curr);
324                    pmv[5].x = EVEN(pmv[5].x); pmv[5].y = EVEN(pmv[5].y);
325            } else pmv[5].x = pmv[5].y = 0;
326    
327            if (x != 0 && y != 0) {
328                    pmv[6] = ChoosePred(pMB-1-iWcount, mode_curr);
329                    pmv[6].x = EVEN(pmv[6].x); pmv[6].y = EVEN(pmv[6].y);
330            } else pmv[6].x = pmv[6].y = 0;
331    }
332    
333    
334    /* search backward or forward */
335    static void
336    SearchBF(       const IMAGE * const pRef,
337                            const uint8_t * const pRefH,
338                            const uint8_t * const pRefV,
339                            const uint8_t * const pRefHV,
340                            const int x, const int y,
341                            const uint32_t MotionFlags,
342                            const uint32_t iFcode,
343                            const MBParam * const pParam,
344                            MACROBLOCK * const pMB,
345                            const VECTOR * const predMV,
346                            int32_t * const best_sad,
347                            const int32_t mode_current,
348                            SearchData * const Data)
349    {
350    
351            int i;
352            VECTOR pmv[7];
353            MainSearchFunc *MainSearchPtr;
354            *Data->iMinSAD = MV_MAX_ERROR;
355            Data->iFcode = iFcode;
356            Data->qpel_precision = 0;
357            Data->temp[5] = Data->temp[6] = Data->temp[7] = 256*4096; /* reset chroma-sad cache */
358    
359            Data->RefP[0] = pRef->y + (x + Data->iEdgedWidth*y) * 16;
360            Data->RefP[2] = pRefH + (x + Data->iEdgedWidth*y) * 16;
361            Data->RefP[1] = pRefV + (x + Data->iEdgedWidth*y) * 16;
362            Data->RefP[3] = pRefHV + (x + Data->iEdgedWidth*y) * 16;
363            Data->RefP[4] = pRef->u + (x + y * (Data->iEdgedWidth/2)) * 8;
364            Data->RefP[5] = pRef->v + (x + y * (Data->iEdgedWidth/2)) * 8;
365    
366            Data->predMV = *predMV;
367    
368            get_range(&Data->min_dx, &Data->max_dx, &Data->min_dy, &Data->max_dy, x, y, 4,
369                                    pParam->width, pParam->height, iFcode - Data->qpel, 1, 0);
370    
371            pmv[0] = Data->predMV;
372            if (Data->qpel) { pmv[0].x /= 2; pmv[0].y /= 2; }
373    
374            PreparePredictionsBF(pmv, x, y, pParam->mb_width, pMB, mode_current);
375    
376            Data->currentMV->x = Data->currentMV->y = 0;
377    
378            /* main loop. checking all predictions */
379            for (i = 0; i < 7; i++)
380                    if (!vector_repeats(pmv, i) )
381                            CheckCandidate16no4v(pmv[i].x, pmv[i].y, Data, i);
382    
383            if (MotionFlags & XVID_ME_USESQUARES16) MainSearchPtr = xvid_me_SquareSearch;
384            else if (MotionFlags & XVID_ME_ADVANCEDDIAMOND16) MainSearchPtr = xvid_me_AdvDiamondSearch;
385                    else MainSearchPtr = xvid_me_DiamondSearch;
386    
387            if (*Data->iMinSAD > 512) {
388                    unsigned int mask = make_mask(pmv, 7, *Data->dir);
389                    MainSearchPtr(Data->currentMV->x, Data->currentMV->y, Data, mask, CheckCandidate16no4v);
390            }
391    
392            xvid_me_SubpelRefine(Data, CheckCandidate16no4v);
393    
394            if (Data->qpel && *Data->iMinSAD < *best_sad + 300) {
395                    Data->currentQMV->x = 2*Data->currentMV->x;
396                    Data->currentQMV->y = 2*Data->currentMV->y;
397                    Data->qpel_precision = 1;
398                    get_range(&Data->min_dx, &Data->max_dx, &Data->min_dy, &Data->max_dy, x, y, 4,
399                                            pParam->width, pParam->height, iFcode, 2, 0);
400                    xvid_me_SubpelRefine(Data, CheckCandidate16no4v);
401            }
402    
403            /* three bits are needed to code backward mode. four for forward */
404    
405            if (mode_current == MODE_FORWARD) *Data->iMinSAD += 4 * Data->lambda16;
406            else *Data->iMinSAD += 3 * Data->lambda16;
407    
408            if (*Data->iMinSAD < *best_sad) {
409                    *best_sad = *Data->iMinSAD;
410                    pMB->mode = mode_current;
411                    if (Data->qpel) {
412                            pMB->pmvs[0].x = Data->currentQMV->x - predMV->x;
413                            pMB->pmvs[0].y = Data->currentQMV->y - predMV->y;
414                            if (mode_current == MODE_FORWARD)
415                                    pMB->qmvs[0] = *Data->currentQMV;
416                            else
417                                    pMB->b_qmvs[0] = *Data->currentQMV;
418                    } else {
419                            pMB->pmvs[0].x = Data->currentMV->x - predMV->x;
420                            pMB->pmvs[0].y = Data->currentMV->y - predMV->y;
421                    }
422                    if (mode_current == MODE_FORWARD) pMB->mvs[0] = *Data->currentMV;
423                    else pMB->b_mvs[0] = *Data->currentMV;
424            }
425    
426            if (mode_current == MODE_FORWARD) *(Data->currentMV+2) = *Data->currentMV;
427            else *(Data->currentMV+1) = *Data->currentMV; /* we store currmv for interpolate search */
428    }
429    
430    static void
431    SkipDecisionB(const IMAGE * const pCur,
432                                    const IMAGE * const f_Ref,
433                                    const IMAGE * const b_Ref,
434                                    MACROBLOCK * const pMB,
435                                    const uint32_t x, const uint32_t y,
436                                    const SearchData * const Data)
437    {
438            int dx = 0, dy = 0, b_dx = 0, b_dy = 0;
439            int32_t sum;
440            int k;
441            const uint32_t stride = Data->iEdgedWidth/2;
442            /* this is not full chroma compensation, only it's fullpel approximation. should work though */
443    
444            for (k = 0; k < 4; k++) {
445                    dy += Data->directmvF[k].y >> Data->qpel;
446                    dx += Data->directmvF[k].x >> Data->qpel;
447                    b_dy += Data->directmvB[k].y >> Data->qpel;
448                    b_dx += Data->directmvB[k].x >> Data->qpel;
449            }
450    
451            dy = (dy >> 3) + roundtab_76[dy & 0xf];
452            dx = (dx >> 3) + roundtab_76[dx & 0xf];
453            b_dy = (b_dy >> 3) + roundtab_76[b_dy & 0xf];
454            b_dx = (b_dx >> 3) + roundtab_76[b_dx & 0xf];
455    
456            sum = sad8bi(pCur->u + 8 * x + 8 * y * stride,
457                                            f_Ref->u + (y*8 + dy/2) * stride + x*8 + dx/2,
458                                            b_Ref->u + (y*8 + b_dy/2) * stride + x*8 + b_dx/2,
459                                            stride);
460    
461            if (sum >= MAX_CHROMA_SAD_FOR_SKIP * (int)Data->iQuant) return; /* no skip */
462    
463            sum += sad8bi(pCur->v + 8*x + 8 * y * stride,
464                                            f_Ref->v + (y*8 + dy/2) * stride + x*8 + dx/2,
465                                            b_Ref->v + (y*8 + b_dy/2) * stride + x*8 + b_dx/2,
466                                            stride);
467    
468            if (sum < MAX_CHROMA_SAD_FOR_SKIP * (int)Data->iQuant) {
469                    pMB->mode = MODE_DIRECT_NONE_MV; /* skipped */
470                    for (k = 0; k < 4; k++) {
471                            pMB->qmvs[k] = pMB->mvs[k];
472                            pMB->b_qmvs[k] = pMB->b_mvs[k];
473                    }
474            }
475    }
476    
477    static uint32_t
478    SearchDirect(const IMAGE * const f_Ref,
479                                    const uint8_t * const f_RefH,
480                                    const uint8_t * const f_RefV,
481                                    const uint8_t * const f_RefHV,
482                                    const IMAGE * const b_Ref,
483                                    const uint8_t * const b_RefH,
484                                    const uint8_t * const b_RefV,
485                                    const uint8_t * const b_RefHV,
486                                    const IMAGE * const pCur,
487                                    const int x, const int y,
488                                    const uint32_t MotionFlags,
489                                    const int32_t TRB, const int32_t TRD,
490                                    const MBParam * const pParam,
491                                    MACROBLOCK * const pMB,
492                                    const MACROBLOCK * const b_mb,
493                                    int32_t * const best_sad,
494                                    SearchData * const Data)
495    
496    {
497            int32_t skip_sad;
498            int k = (x + Data->iEdgedWidth*y) * 16;
499            MainSearchFunc *MainSearchPtr;
500            CheckFunc * CheckCandidate;
501    
502            *Data->iMinSAD = 256*4096;
503            Data->RefP[0] = f_Ref->y + k;
504            Data->RefP[2] = f_RefH + k;
505            Data->RefP[1] = f_RefV + k;
506            Data->RefP[3] = f_RefHV + k;
507            Data->b_RefP[0] = b_Ref->y + k;
508            Data->b_RefP[2] = b_RefH + k;
509            Data->b_RefP[1] = b_RefV + k;
510            Data->b_RefP[3] = b_RefHV + k;
511            Data->RefP[4] = f_Ref->u + (x + (Data->iEdgedWidth/2) * y) * 8;
512            Data->RefP[5] = f_Ref->v + (x + (Data->iEdgedWidth/2) * y) * 8;
513            Data->b_RefP[4] = b_Ref->u + (x + (Data->iEdgedWidth/2) * y) * 8;
514            Data->b_RefP[5] = b_Ref->v + (x + (Data->iEdgedWidth/2) * y) * 8;
515    
516            k = Data->qpel ? 4 : 2;
517            Data->max_dx = k * (pParam->width - x * 16);
518            Data->max_dy = k * (pParam->height - y * 16);
519            Data->min_dx = -k * (16 + x * 16);
520            Data->min_dy = -k * (16 + y * 16);
521    
522            Data->referencemv = Data->qpel ? b_mb->qmvs : b_mb->mvs;
523            Data->qpel_precision = 0;
524    
525            for (k = 0; k < 4; k++) {
526                    pMB->mvs[k].x = Data->directmvF[k].x = ((TRB * Data->referencemv[k].x) / TRD);
527                    pMB->b_mvs[k].x = Data->directmvB[k].x = ((TRB - TRD) * Data->referencemv[k].x) / TRD;
528                    pMB->mvs[k].y = Data->directmvF[k].y = ((TRB * Data->referencemv[k].y) / TRD);
529                    pMB->b_mvs[k].y = Data->directmvB[k].y = ((TRB - TRD) * Data->referencemv[k].y) / TRD;
530    
531                    if ( (pMB->b_mvs[k].x > Data->max_dx) | (pMB->b_mvs[k].x < Data->min_dx)
532                            | (pMB->b_mvs[k].y > Data->max_dy) | (pMB->b_mvs[k].y < Data->min_dy) ) {
533    
534                            *best_sad = 256*4096; /* in that case, we won't use direct mode */
535                            pMB->mode = MODE_DIRECT; /* just to make sure it doesn't say "MODE_DIRECT_NONE_MV" */
536                            pMB->b_mvs[0].x = pMB->b_mvs[0].y = 0;
537                            return 256*4096;
538                    }
539                    if (b_mb->mode != MODE_INTER4V) {
540                            pMB->mvs[1] = pMB->mvs[2] = pMB->mvs[3] = pMB->mvs[0];
541                            pMB->b_mvs[1] = pMB->b_mvs[2] = pMB->b_mvs[3] = pMB->b_mvs[0];
542                            Data->directmvF[1] = Data->directmvF[2] = Data->directmvF[3] = Data->directmvF[0];
543                            Data->directmvB[1] = Data->directmvB[2] = Data->directmvB[3] = Data->directmvB[0];
544                            break;
545                    }
546            }
547    
548            CheckCandidate = b_mb->mode == MODE_INTER4V ? CheckCandidateDirect : CheckCandidateDirectno4v;
549    
550            CheckCandidate(0, 0, Data, 255);
551    
552            /* initial (fast) skip decision */
553            if (*Data->iMinSAD < (int)Data->iQuant * INITIAL_SKIP_THRESH * (Data->chroma?3:2)) {
554                    /* possible skip */
555                    if (Data->chroma) {
556                            pMB->mode = MODE_DIRECT_NONE_MV;
557                            return *Data->iMinSAD; /* skip. */
558                    } else {
559                            SkipDecisionB(pCur, f_Ref, b_Ref, pMB, x, y, Data);
560                            if (pMB->mode == MODE_DIRECT_NONE_MV) return *Data->iMinSAD; /* skip. */
561                    }
562            }
563    
564            *Data->iMinSAD += Data->lambda16;
565            skip_sad = *Data->iMinSAD;
566    
567            /*
568             * DIRECT MODE DELTA VECTOR SEARCH.
569             * This has to be made more effective, but at the moment I'm happy it's running at all
570             */
571    
572            if (MotionFlags & XVID_ME_USESQUARES16) MainSearchPtr = xvid_me_SquareSearch;
573                    else if (MotionFlags & XVID_ME_ADVANCEDDIAMOND16) MainSearchPtr = xvid_me_AdvDiamondSearch;
574                            else MainSearchPtr = xvid_me_DiamondSearch;
575    
576            MainSearchPtr(0, 0, Data, 255, CheckCandidate);
577    
578            xvid_me_SubpelRefine(Data, CheckCandidate);
579    
580            *best_sad = *Data->iMinSAD;
581    
582            if (Data->qpel || b_mb->mode == MODE_INTER4V) pMB->mode = MODE_DIRECT;
583            else pMB->mode = MODE_DIRECT_NO4V; /* for faster compensation */
584    
585            pMB->pmvs[3] = *Data->currentMV;
586    
587            for (k = 0; k < 4; k++) {
588                    pMB->mvs[k].x = Data->directmvF[k].x + Data->currentMV->x;
589                    pMB->b_mvs[k].x = (     (Data->currentMV->x == 0)
590                                                            ? Data->directmvB[k].x
591                                                            :pMB->mvs[k].x - Data->referencemv[k].x);
592                    pMB->mvs[k].y = (Data->directmvF[k].y + Data->currentMV->y);
593                    pMB->b_mvs[k].y = ((Data->currentMV->y == 0)
594                                                            ? Data->directmvB[k].y
595                                                            : pMB->mvs[k].y - Data->referencemv[k].y);
596                    if (Data->qpel) {
597                            pMB->qmvs[k].x = pMB->mvs[k].x; pMB->mvs[k].x /= 2;
598                            pMB->b_qmvs[k].x = pMB->b_mvs[k].x; pMB->b_mvs[k].x /= 2;
599                            pMB->qmvs[k].y = pMB->mvs[k].y; pMB->mvs[k].y /= 2;
600                            pMB->b_qmvs[k].y = pMB->b_mvs[k].y; pMB->b_mvs[k].y /= 2;
601                    }
602    
603                    if (b_mb->mode != MODE_INTER4V) {
604                            pMB->mvs[3] = pMB->mvs[2] = pMB->mvs[1] = pMB->mvs[0];
605                            pMB->b_mvs[3] = pMB->b_mvs[2] = pMB->b_mvs[1] = pMB->b_mvs[0];
606                            pMB->qmvs[3] = pMB->qmvs[2] = pMB->qmvs[1] = pMB->qmvs[0];
607                            pMB->b_qmvs[3] = pMB->b_qmvs[2] = pMB->b_qmvs[1] = pMB->b_qmvs[0];
608                            break;
609                    }
610            }
611            return skip_sad;
612    }
613    
614    static void
615    SearchInterpolate(const IMAGE * const f_Ref,
616                                    const uint8_t * const f_RefH,
617                                    const uint8_t * const f_RefV,
618                                    const uint8_t * const f_RefHV,
619                                    const IMAGE * const b_Ref,
620                                    const uint8_t * const b_RefH,
621                                    const uint8_t * const b_RefV,
622                                    const uint8_t * const b_RefHV,
623                                    const int x, const int y,
624                                    const uint32_t fcode,
625                                    const uint32_t bcode,
626                                    const uint32_t MotionFlags,
627                                    const MBParam * const pParam,
628                                    const VECTOR * const f_predMV,
629                                    const VECTOR * const b_predMV,
630                                    MACROBLOCK * const pMB,
631                                    int32_t * const best_sad,
632                                    SearchData * const fData)
633    
634    {
635            int i, j;
636            SearchData bData;
637    
638            fData->qpel_precision = 0;
639            memcpy(&bData, fData, sizeof(SearchData)); /* quick copy of common data */
640            *fData->iMinSAD = 4096*256;
641            bData.currentMV++; bData.currentQMV++;
642            fData->iFcode = bData.bFcode = fcode; fData->bFcode = bData.iFcode = bcode;
643    
644            i = (x + y * fData->iEdgedWidth) * 16;
645    
646            bData.b_RefP[0] = fData->RefP[0] = f_Ref->y + i;
647            bData.b_RefP[2] = fData->RefP[2] = f_RefH + i;
648            bData.b_RefP[1] = fData->RefP[1] = f_RefV + i;
649            bData.b_RefP[3] = fData->RefP[3] = f_RefHV + i;
650            bData.RefP[0] = fData->b_RefP[0] = b_Ref->y + i;
651            bData.RefP[2] = fData->b_RefP[2] = b_RefH + i;
652            bData.RefP[1] = fData->b_RefP[1] = b_RefV + i;
653            bData.RefP[3] = fData->b_RefP[3] = b_RefHV + i;
654            bData.b_RefP[4] = fData->RefP[4] = f_Ref->u + (x + (fData->iEdgedWidth/2) * y) * 8;
655            bData.b_RefP[5] = fData->RefP[5] = f_Ref->v + (x + (fData->iEdgedWidth/2) * y) * 8;
656            bData.RefP[4] = fData->b_RefP[4] = b_Ref->u + (x + (fData->iEdgedWidth/2) * y) * 8;
657            bData.RefP[5] = fData->b_RefP[5] = b_Ref->v + (x + (fData->iEdgedWidth/2) * y) * 8;
658            bData.dir = fData->dir;
659    
660            bData.bpredMV = fData->predMV = *f_predMV;
661            fData->bpredMV = bData.predMV = *b_predMV;
662            fData->currentMV[0] = fData->currentMV[2];
663    
664            get_range(&fData->min_dx, &fData->max_dx, &fData->min_dy, &fData->max_dy, x, y, 4, pParam->width, pParam->height, fcode - fData->qpel, 1, 0);
665            get_range(&bData.min_dx, &bData.max_dx, &bData.min_dy, &bData.max_dy, x, y, 4, pParam->width, pParam->height, bcode - fData->qpel, 1, 0);
666    
667            if (fData->currentMV[0].x > fData->max_dx) fData->currentMV[0].x = fData->max_dx;
668            if (fData->currentMV[0].x < fData->min_dx) fData->currentMV[0].x = fData->min_dx;
669            if (fData->currentMV[0].y > fData->max_dy) fData->currentMV[0].y = fData->max_dy;
670            if (fData->currentMV[0].y < fData->min_dy) fData->currentMV[0].y = fData->min_dy;
671    
672            if (fData->currentMV[1].x > bData.max_dx) fData->currentMV[1].x = bData.max_dx;
673            if (fData->currentMV[1].x < bData.min_dx) fData->currentMV[1].x = bData.min_dx;
674            if (fData->currentMV[1].y > bData.max_dy) fData->currentMV[1].y = bData.max_dy;
675            if (fData->currentMV[1].y < bData.min_dy) fData->currentMV[1].y = bData.min_dy;
676    
677            CheckCandidateInt(fData->currentMV[0].x, fData->currentMV[0].y, fData, 255);
678    
679            /* diamond */
680            do {
681                    *fData->dir = 255;
682                    /* forward MV moves */
683                    i = fData->currentMV[0].x; j = fData->currentMV[0].y;
684    
685                    CheckCandidateInt(i + 1, j, fData, 0);
686                    CheckCandidateInt(i, j + 1, fData, 0);
687                    CheckCandidateInt(i - 1, j, fData, 0);
688                    CheckCandidateInt(i, j - 1, fData, 0);
689    
690                    /* backward MV moves */
691                    i = fData->currentMV[1].x; j = fData->currentMV[1].y;
692                    fData->currentMV[2] = fData->currentMV[0];
693                    CheckCandidateInt(i + 1, j, &bData, 0);
694                    CheckCandidateInt(i, j + 1, &bData, 0);
695                    CheckCandidateInt(i - 1, j, &bData, 0);
696                    CheckCandidateInt(i, j - 1, &bData, 0);
697    
698            } while (!(*fData->dir));
699    
700            /* qpel refinement */
701            if (fData->qpel) {
702                    if (*fData->iMinSAD > *best_sad + 500) return;
703                    fData->qpel_precision = bData.qpel_precision = 1;
704                    get_range(&fData->min_dx, &fData->max_dx, &fData->min_dy, &fData->max_dy, x, y, 4, pParam->width, pParam->height, fcode, 2, 0);
705                    get_range(&bData.min_dx, &bData.max_dx, &bData.min_dy, &bData.max_dy, x, y, 4, pParam->width, pParam->height, bcode, 2, 0);
706                    fData->currentQMV[2].x = fData->currentQMV[0].x = 2 * fData->currentMV[0].x;
707                    fData->currentQMV[2].y = fData->currentQMV[0].y = 2 * fData->currentMV[0].y;
708                    fData->currentQMV[1].x = 2 * fData->currentMV[1].x;
709                    fData->currentQMV[1].y = 2 * fData->currentMV[1].y;
710                    xvid_me_SubpelRefine(fData, CheckCandidateInt);
711                    if (*fData->iMinSAD > *best_sad + 300) return;
712                    fData->currentQMV[2] = fData->currentQMV[0];
713                    xvid_me_SubpelRefine(&bData, CheckCandidateInt);
714            }
715    
716            *fData->iMinSAD += (2+3) * fData->lambda16; /* two bits are needed to code interpolate mode. */
717    
718            if (*fData->iMinSAD < *best_sad) {
719                    *best_sad = *fData->iMinSAD;
720                    pMB->mvs[0] = fData->currentMV[0];
721                    pMB->b_mvs[0] = fData->currentMV[1];
722                    pMB->mode = MODE_INTERPOLATE;
723                    if (fData->qpel) {
724                            pMB->qmvs[0] = fData->currentQMV[0];
725                            pMB->b_qmvs[0] = fData->currentQMV[1];
726                            pMB->pmvs[1].x = pMB->qmvs[0].x - f_predMV->x;
727                            pMB->pmvs[1].y = pMB->qmvs[0].y - f_predMV->y;
728                            pMB->pmvs[0].x = pMB->b_qmvs[0].x - b_predMV->x;
729                            pMB->pmvs[0].y = pMB->b_qmvs[0].y - b_predMV->y;
730                    } else {
731                            pMB->pmvs[1].x = pMB->mvs[0].x - f_predMV->x;
732                            pMB->pmvs[1].y = pMB->mvs[0].y - f_predMV->y;
733                            pMB->pmvs[0].x = pMB->b_mvs[0].x - b_predMV->x;
734                            pMB->pmvs[0].y = pMB->b_mvs[0].y - b_predMV->y;
735                    }
736            }
737    }
738    
739    void
740    MotionEstimationBVOP(MBParam * const pParam,
741                                             FRAMEINFO * const frame,
742                                             const int32_t time_bp,
743                                             const int32_t time_pp,
744                                             /* forward (past) reference */
745                                             const MACROBLOCK * const f_mbs,
746                                             const IMAGE * const f_ref,
747                                             const IMAGE * const f_refH,
748                                             const IMAGE * const f_refV,
749                                             const IMAGE * const f_refHV,
750                                             /* backward (future) reference */
751                                             const FRAMEINFO * const b_reference,
752                                             const IMAGE * const b_ref,
753                                             const IMAGE * const b_refH,
754                                             const IMAGE * const b_refV,
755                                             const IMAGE * const b_refHV)
756    {
757            uint32_t i, j;
758            int32_t best_sad;
759            uint32_t skip_sad;
760    
761            const MACROBLOCK * const b_mbs = b_reference->mbs;
762    
763            VECTOR f_predMV, b_predMV;
764    
765            const int32_t TRB = time_pp - time_bp;
766            const int32_t TRD = time_pp;
767    
768            /* some pre-inintialized data for the rest of the search */
769    
770            SearchData Data;
771            int32_t iMinSAD;
772            uint32_t dir;
773            VECTOR currentMV[3];
774            VECTOR currentQMV[3];
775            int32_t temp[8];
776            memset(&Data, 0, sizeof(SearchData));
777            Data.iEdgedWidth = pParam->edged_width;
778            Data.currentMV = currentMV; Data.currentQMV = currentQMV;
779            Data.iMinSAD = &iMinSAD;
780            Data.lambda16 = xvid_me_lambda_vec16[MAX(frame->quant-2, 2)];
781            Data.qpel = pParam->vol_flags & XVID_VOL_QUARTERPEL ? 1 : 0;
782            Data.rounding = 0;
783            Data.chroma = frame->motion_flags & XVID_ME_CHROMA_BVOP;
784            Data.temp = temp;
785            Data.dir = &dir;
786            Data.iQuant = frame->quant;
787    
788            Data.RefQ = f_refV->u; /* a good place, also used in MC (for similar purpose) */
789    
790            /* note: i==horizontal, j==vertical */
791            for (j = 0; j < pParam->mb_height; j++) {
792    
793                    f_predMV = b_predMV = zeroMV;   /* prediction is reset at left boundary */
794    
795                    for (i = 0; i < pParam->mb_width; i++) {
796                            MACROBLOCK * const pMB = frame->mbs + i + j * pParam->mb_width;
797                            const MACROBLOCK * const b_mb = b_mbs + i + j * pParam->mb_width;
798    
799    /* special case, if collocated block is SKIPed in P-VOP: encoding is forward (0,0), cpb=0 without further ado */
800                            if (b_reference->coding_type != S_VOP)
801                                    if (b_mb->mode == MODE_NOT_CODED) {
802                                            pMB->mode = MODE_NOT_CODED;
803                                            continue;
804                                    }
805    
806                            Data.Cur = frame->image.y + (j * Data.iEdgedWidth + i) * 16;
807                            Data.CurU = frame->image.u + (j * Data.iEdgedWidth/2 + i) * 8;
808                            Data.CurV = frame->image.v + (j * Data.iEdgedWidth/2 + i) * 8;
809    
810    /* direct search comes first, because it (1) checks for SKIP-mode
811            and (2) sets very good predictions for forward and backward search */
812                            skip_sad = SearchDirect(f_ref, f_refH->y, f_refV->y, f_refHV->y,
813                                                                            b_ref, b_refH->y, b_refV->y, b_refHV->y,
814                                                                            &frame->image,
815                                                                            i, j,
816                                                                            frame->motion_flags,
817                                                                            TRB, TRD,
818                                                                            pParam,
819                                                                            pMB, b_mb,
820                                                                            &best_sad,
821                                                                            &Data);
822    
823                            if (pMB->mode == MODE_DIRECT_NONE_MV) continue;
824    
825                            /* forward search */
826                            SearchBF(f_ref, f_refH->y, f_refV->y, f_refHV->y,
827                                                    i, j,
828                                                    frame->motion_flags,
829                                                    frame->fcode, pParam,
830                                                    pMB, &f_predMV, &best_sad,
831                                                    MODE_FORWARD, &Data);
832    
833                            /* backward search */
834                            SearchBF(b_ref, b_refH->y, b_refV->y, b_refHV->y,
835                                                    i, j,
836                                                    frame->motion_flags,
837                                                    frame->bcode, pParam,
838                                                    pMB, &b_predMV, &best_sad,
839                                                    MODE_BACKWARD, &Data);
840    
841                            /* interpolate search comes last, because it uses data from forward and backward as prediction */
842                            SearchInterpolate(f_ref, f_refH->y, f_refV->y, f_refHV->y,
843                                                    b_ref, b_refH->y, b_refV->y, b_refHV->y,
844                                                    i, j,
845                                                    frame->fcode, frame->bcode,
846                                                    frame->motion_flags,
847                                                    pParam,
848                                                    &f_predMV, &b_predMV,
849                                                    pMB, &best_sad,
850                                                    &Data);
851    
852                            /* final skip decision */
853                            if ( (skip_sad < Data.iQuant * MAX_SAD00_FOR_SKIP * 2)
854                                            && ((100*best_sad)/(skip_sad+1) > FINAL_SKIP_THRESH) )
855                                    SkipDecisionB(&frame->image, f_ref, b_ref, pMB, i, j, &Data);
856    
857                            switch (pMB->mode) {
858                                    case MODE_FORWARD:
859                                            f_predMV = Data.qpel ? pMB->qmvs[0] : pMB->mvs[0];
860                                            break;
861                                    case MODE_BACKWARD:
862                                            b_predMV = Data.qpel ? pMB->b_qmvs[0] : pMB->b_mvs[0];
863                                            break;
864                                    case MODE_INTERPOLATE:
865                                            f_predMV = Data.qpel ? pMB->qmvs[0] : pMB->mvs[0];
866                                            b_predMV = Data.qpel ? pMB->b_qmvs[0] : pMB->b_mvs[0];
867                                            break;
868                                    default:
869                                            break;
870                            }
871                    }
872            }
873    }
874    
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