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

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revision 1.1, Tue Mar 25 10:58:33 2003 UTC revision 1.1.2.6, Tue May 20 17:28:25 2003 UTC
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1    /******************************************************************************
2     *
3     * XviD Bit Rate Controller Library
4     * - VBR 2 pass bitrate controler implementation -
5     *
6     * Copyright (C) 2002 Edouard Gomez <ed.gomez@wanadoo.fr>
7     *
8     * The curve treatment algorithm is the one implemented by Foxer <email?> and
9     * Dirk Knop <dknop@gwdg.de> for the XviD vfw dynamic library.
10     *
11     * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
12     * it under the terms of the GNU General Public License as published by
13     * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
14     * (at your option) any later version.
15     *
16     * This program is distributed in the hope that it will be useful,
17     * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18     * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
19     * GNU General Public License for more details.
20     *
21     * You should have received a copy of the GNU General Public License
22     * along with this program; if not, write to the Free Software
23     * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
24     *
25     * $Id$
26     *
27     *****************************************************************************/
28    
29    #include <stdio.h>
30    #include <math.h>
31    
32    #define RAD2DEG 57.295779513082320876798154814105
33    #define DEG2RAD 0.017453292519943295769236907684886
34    
35    #include "../xvid.h"
36    #include "../image/image.h"
37    
38    typedef struct {
39        int type;               /* first pass type */
40        int quant;              /* first pass quant */
41            int blks[3];                    /* k,m,y blks */
42        int length;             /* first pass length */
43        int scaled_length;      /* scaled length */
44        int desired_length;     /* desired length; calcuated during encoding */
45    
46        int zone_mode;   /* XVID_ZONE_xxx */
47        double weight;
48    } stat_t;
49    
50    
51    
52    
53    /* context struct */
54    typedef struct
55    {
56        xvid_plugin_2pass2_t param;
57    
58        /* constant statistical data */
59            int num_frames;
60        int num_keyframes;
61        uint64_t target;    /* target filesize */
62    
63        int count[3];   /* count of each frame types */
64        uint64_t tot_length[3];  /* total length of each frame types */
65        double avg_length[3];   /* avg */
66        int min_length[3];  /* min frame length of each frame types */
67        uint64_t tot_scaled_length[3];  /* total scaled length of each frame type */
68        int max_length;     /* max frame size */
69    
70        /* zone statistical data */
71        double avg_weight;  /* average weight */
72        int64_t tot_quant;   /* total length used by XVID_ZONE_QUANT zones */
73    
74    
75        double curve_comp_scale;
76        double movie_curve;
77    
78            double alt_curve_low;
79            double alt_curve_high;
80            double alt_curve_low_diff;
81            double alt_curve_high_diff;
82        double alt_curve_curve_bias_bonus;
83            double alt_curve_mid_qual;
84            double alt_curve_qual_dev;
85    
86        /* dynamic */
87    
88        int * keyframe_locations;
89        stat_t * stats;
90    
91        double pquant_error[32];
92        double bquant_error[32];
93        int quant_count[32];
94        int last_quant[3];
95    
96        double curve_comp_error;
97        int overflow;
98        int KFoverflow;
99        int KFoverflow_partial;
100        int KF_idx;
101    
102        double fq_error;
103    } rc_2pass2_t;
104    
105    
106    
107    #define BUF_SZ 1024
108    #define MAX_COLS    5
109    
110    
111    /* open stats file, and count num frames */
112    
113    static int det_stats_length(rc_2pass2_t * rc, char * filename)
114    {
115        FILE * f;
116        int n, ignore;
117        char type;
118    
119        rc->num_frames = 0;
120        rc->num_keyframes = 0;
121    
122        if ((f = fopen(filename, "rt")) == NULL)
123            return 0;
124    
125        while((n = fscanf(f, "%c %d %d %d %d %d %d\n",
126            &type, &ignore, &ignore, &ignore, &ignore, &ignore, &ignore)) != EOF) {
127            if (type == 'i') {
128                rc->num_frames++;
129                rc->num_keyframes++;
130            }else if (type == 'p' || type == 'b' || type == 's') {
131                rc->num_frames++;
132            }
133        }
134    
135        fclose(f);
136    
137        return 1;
138    }
139    
140    
141    
142    /* open stats file(s) and read into rc->stats array */
143    
144    static int load_stats(rc_2pass2_t *rc, char * filename)
145    {
146        FILE * f;
147        int i, not_scaled;
148    
149    
150        if ((f = fopen(filename, "rt"))==NULL)
151            return 0;
152    
153        i = 0;
154            not_scaled = 0;
155        while(i < rc->num_frames) {
156            stat_t * s = &rc->stats[i];
157            int n;
158            char type;
159    
160                    s->scaled_length = 0;
161            n = fscanf(f, "%c %d %d %d %d %d %d\n", &type, &s->quant, &s->blks[0], &s->blks[1], &s->blks[2], &s->length, &s->scaled_length);
162            if (n == EOF) break;
163                    if (n < 7) {
164                            not_scaled = 1;
165                    }
166    
167            if (type == 'i') {
168                s->type = XVID_TYPE_IVOP;
169            }else if (type == 'p' || type == 's') {
170                s->type = XVID_TYPE_PVOP;
171            }else if (type == 'b') {
172                s->type = XVID_TYPE_BVOP;
173            }else{  /* unknown type */
174                DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "unknown stats frame type; assuming pvop");
175                s->type = XVID_TYPE_PVOP;
176            }
177    
178            i++;
179        }
180        rc->num_frames = i;
181    
182        fclose(f);
183    
184        return 1;
185    }
186    
187    
188    
189    #if 0
190    static void print_stats(rc_2pass2_t * rc)
191    {
192        int i;
193        for (i = 0; i < rc->num_frames; i++) {
194            stat_t * s = &rc->stats[i];
195            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "%i %i %i %i\n", s->type, s->quant, s->length, s->scaled_length);
196        }
197    }
198    #endif
199    
200    /* pre-process the statistics data
201        - for each type, count, tot_length, min_length, max_length
202        - set keyframes_locations
203    */
204    
205    void pre_process0(rc_2pass2_t * rc)
206    {
207        int i,j;
208    
209        for (i=0; i<3; i++) {
210            rc->count[i]=0;
211            rc->tot_length[i] = 0;
212            rc->last_quant[i] = 0;
213        }
214    
215        for (i=j=0; i<rc->num_frames; i++) {
216            stat_t * s = &rc->stats[i];
217    
218            rc->count[s->type-1]++;
219            rc->tot_length[s->type-1] += s->length;
220    
221            if (i == 0 || s->length < rc->min_length[s->type-1]) {
222                rc->min_length[s->type-1] = s->length;
223            }
224    
225            if (i == 0 || s->length > rc->max_length) {
226                rc->max_length = s->length;
227            }
228    
229            if (s->type == XVID_TYPE_IVOP) {
230                rc->keyframe_locations[j] = i;
231                j++;
232            }
233        }
234        rc->keyframe_locations[j] = i;
235    }
236    
237    
238    /* calculate zone weight "center" */
239    
240    static void zone_process(rc_2pass2_t *rc, const xvid_plg_create_t * create)
241    {
242        int i,j;
243        int n = 0;
244    
245        rc->avg_weight = 0.0;
246        rc->tot_quant = 0;
247    
248    
249        if (create->num_zones == 0) {
250            for (j = 0; j < rc->num_frames; j++) {
251                rc->stats[j].zone_mode = XVID_ZONE_WEIGHT;
252                rc->stats[j].weight = 1.0;
253            }
254            rc->avg_weight += rc->num_frames * 1.0;
255            n += rc->num_frames;
256        }
257    
258    
259        for(i=0; i < create->num_zones; i++) {
260    
261            int next = (i+1<create->num_zones) ? create->zones[i+1].frame : rc->num_frames;
262    
263            if (i==0 && create->zones[i].frame > 0) {
264                for (j = 0; j < create->zones[i].frame && j < rc->num_frames; j++) {
265                    rc->stats[j].zone_mode = XVID_ZONE_WEIGHT;
266                    rc->stats[j].weight = 1.0;
267                }
268                rc->avg_weight += create->zones[i].frame * 1.0;
269                n += create->zones[i].frame;
270            }
271    
272            if (create->zones[i].mode == XVID_ZONE_WEIGHT) {
273                for (j = create->zones[i].frame; j < next && j < rc->num_frames; j++ ) {
274                    rc->stats[j].zone_mode = XVID_ZONE_WEIGHT;
275                    rc->stats[j].weight = (double)create->zones[i].increment / (double)create->zones[i].base;
276                }
277                next -= create->zones[i].frame;
278                rc->avg_weight += (double)(next * create->zones[i].increment) / (double)create->zones[i].base;
279                n += next;
280            }else{  // XVID_ZONE_QUANT
281                for (j = create->zones[i].frame; j < next && j < rc->num_frames; j++ ) {
282                    rc->stats[j].zone_mode = XVID_ZONE_QUANT;
283                    rc->stats[j].weight = (double)create->zones[i].increment / (double)create->zones[i].base;
284                    rc->tot_quant += rc->stats[j].length;
285                }
286            }
287        }
288        rc->avg_weight = n>0 ? rc->avg_weight/n : 1.0;
289    
290        DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "center_weight: %f (for %i frames);   fixed_bytes: %i\n", rc->avg_weight, n, rc->tot_quant);
291    }
292    
293    
294    /* scale the curve */
295    
296    static void internal_scale(rc_2pass2_t *rc)
297    {
298            int64_t target  = rc->target - rc->tot_quant;
299            int64_t pass1_length = rc->tot_length[0] + rc->tot_length[1] + rc->tot_length[2] - rc->tot_quant;
300            int min_size[3];
301            double scaler;
302            int i;
303    
304    
305            /* perform an initial scale pass.
306               if a frame size is scaled underneath our hardcoded minimums, then we force the
307               frame size to the minimum, and deduct the original & scaled frmae length from the
308               original and target total lengths */
309    
310            min_size[0] = ((rc->stats[0].blks[0]*22) + 240) / 8;
311            min_size[1] = (rc->stats[0].blks[0] + 88) / 8;
312            min_size[2] = 8;
313    
314            scaler = (double)target / (double)pass1_length;
315    
316            if (target <= 0 || pass1_length <= 0 || target >= pass1_length) {
317                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "undersize warning\n");
318            scaler = 1.0;
319            }
320    
321        DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "target=%i, tot_length=%i, scaler=%f\n", (int)target, (int)pass1_length, scaler);
322    
323            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
324                    stat_t * s = &rc->stats[i];
325                    int len;
326    
327            if (s->zone_mode == XVID_ZONE_QUANT) {
328                s->scaled_length = s->length;
329            }else {
330                        len = (int)((double)s->length * scaler * s->weight / rc->avg_weight);
331                        if (len < min_size[s->type-1]) {            /* force frame size */
332                                s->scaled_length = min_size[s->type-1];
333                                target -= s->scaled_length;
334                                pass1_length -= s->length;
335                        }else{
336                                s->scaled_length = 0;
337                        }
338            }
339            }
340    
341        scaler = (double)target / (double)pass1_length;
342        if (target <= 0 || pass1_length <= 0 || target >= pass1_length) {
343                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC,"undersize warning\n");
344                    scaler = 1.0;
345            }
346    
347            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "target=%i, tot_length=%i, scaler=%f\n", (int)target, (int)pass1_length, scaler);
348    
349            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
350                    stat_t * s = &rc->stats[i];
351    
352                    if (s->scaled_length==0) {      /* ignore frame with forced frame sizes */
353                            s->scaled_length = (int)((double)s->length * scaler * s->weight / rc->avg_weight);
354                    }
355            }
356    }
357    
358    
359    
360    
361    void pre_process1(rc_2pass2_t * rc)
362    {
363        int i;
364        double total1, total2;
365        uint64_t ivop_boost_total;
366    
367        ivop_boost_total = 0;
368        rc->curve_comp_error = 0;
369    
370        for (i=0; i<3; i++) {
371            rc->tot_scaled_length[i] = 0;
372        }
373    
374        for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
375            stat_t * s = &rc->stats[i];
376    
377            rc->tot_scaled_length[s->type-1] += s->scaled_length;
378    
379            if (s->type == XVID_TYPE_IVOP) {
380                ivop_boost_total += s->scaled_length * rc->param.keyframe_boost / 100;
381            }
382        }
383    
384        rc->movie_curve = ((double)(rc->tot_scaled_length[XVID_TYPE_PVOP-1] + rc->tot_scaled_length[XVID_TYPE_BVOP-1] + ivop_boost_total) /
385                                            (rc->tot_scaled_length[XVID_TYPE_PVOP-1] + rc->tot_scaled_length[XVID_TYPE_BVOP-1]));
386    
387        for(i=0; i<3; i++) {
388            if (rc->count[i] == 0 || rc->movie_curve == 0) {
389                rc->avg_length[i] = 1;
390            }else{
391                rc->avg_length[i] = rc->tot_scaled_length[i] / rc->count[i] / rc->movie_curve;
392            }
393        }
394    
395        /* alt curve stuff here */
396    
397        if (rc->param.use_alt_curve) {
398            const double avg_pvop = rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1];
399            const uint64_t tot_pvop = rc->tot_length[XVID_TYPE_PVOP-1];
400            const uint64_t tot_bvop = rc->tot_length[XVID_TYPE_BVOP-1];
401            const uint64_t tot_scaled_pvop = rc->tot_scaled_length[XVID_TYPE_PVOP-1];
402            const uint64_t tot_scaled_bvop = rc->tot_scaled_length[XVID_TYPE_BVOP-1];
403    
404                    rc->alt_curve_low = avg_pvop - avg_pvop * (double)rc->param.alt_curve_low_dist / 100.0;
405                    rc->alt_curve_low_diff = avg_pvop - rc->alt_curve_low;
406                    rc->alt_curve_high = avg_pvop + avg_pvop * (double)rc->param.alt_curve_high_dist / 100.0;
407                    rc->alt_curve_high_diff = rc->alt_curve_high - avg_pvop;
408    
409            if (rc->param.alt_curve_use_auto) {
410                if (tot_bvop + tot_pvop > tot_scaled_bvop + tot_scaled_pvop) {
411                                    rc->param.alt_curve_min_rel_qual = (int)(100.0 - (100.0 - 100.0 /
412                                            ((double)(tot_pvop + tot_bvop) / (double)(tot_scaled_pvop + tot_scaled_bvop))) * (double)rc->param.alt_curve_auto_str / 100.0);
413    
414                                    if (rc->param.alt_curve_min_rel_qual < 20)
415                                            rc->param.alt_curve_min_rel_qual = 20;
416                }else{
417                                    rc->param.alt_curve_min_rel_qual = 100;
418                }
419            }
420                    rc->alt_curve_mid_qual = (1.0 + (double)rc->param.alt_curve_min_rel_qual / 100.0) / 2.0;
421                    rc->alt_curve_qual_dev = 1.0 - rc->alt_curve_mid_qual;
422    
423            if (rc->param.alt_curve_low_dist > 100) {
424                            switch(rc->param.alt_curve_type) {
425                case XVID_CURVE_SINE: // Sine Curve (high aggressiveness)
426                                    rc->alt_curve_qual_dev *= 2.0 / (1.0 + sin(DEG2RAD * (avg_pvop * 90.0 / rc->alt_curve_low_diff)));
427                                    rc->alt_curve_mid_qual = 1.0 - rc->alt_curve_qual_dev * sin(DEG2RAD * (avg_pvop * 90.0 / rc->alt_curve_low_diff));
428                                    break;
429                            case XVID_CURVE_LINEAR: // Linear (medium aggressiveness)
430                                    rc->alt_curve_qual_dev *= 2.0 / (1.0 + avg_pvop / rc->alt_curve_low_diff);
431                                    rc->alt_curve_mid_qual = 1.0 - rc->alt_curve_qual_dev * avg_pvop / rc->alt_curve_low_diff;
432                                    break;
433                            case XVID_CURVE_COSINE: // Cosine Curve (low aggressiveness)
434                                    rc->alt_curve_qual_dev *= 2.0 / (1.0 + (1.0 - cos(DEG2RAD * (avg_pvop * 90.0 / rc->alt_curve_low_diff))));
435                                    rc->alt_curve_mid_qual = 1.0 - rc->alt_curve_qual_dev * (1.0 - cos(DEG2RAD * (avg_pvop * 90.0 / rc->alt_curve_low_diff)));
436                            }
437                    }
438        }
439        /* --- */
440    
441    
442        total1=total2=0;
443        for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
444            stat_t * s = &rc->stats[i];
445    
446            if (s->type != XVID_TYPE_IVOP) {
447                double dbytes,dbytes2;
448    
449                dbytes = s->scaled_length / rc->movie_curve;
450                dbytes2 = 0; /* XXX: warning */
451                total1 += dbytes;
452                if (s->type == XVID_TYPE_BVOP)
453                    dbytes *= rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1] / rc->avg_length[XVID_TYPE_BVOP-1];
454    
455                if (rc->param.use_alt_curve) {
456                    if (dbytes > rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) {
457    
458                        if (dbytes >= rc->alt_curve_high) {
459                                                    dbytes2 = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev);
460                        }else{
461                                                    switch(rc->param.alt_curve_type) {
462                            case XVID_CURVE_SINE :
463                                                        dbytes2 = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * sin(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_high_diff)));
464                                                            break;
465                            case XVID_CURVE_LINEAR :
466                                                        dbytes2 = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * (dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) / rc->alt_curve_high_diff);
467                                                            break;
468                                                    case XVID_CURVE_COSINE :
469                                                        dbytes2 = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * (1.0 - cos(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_high_diff))));
470                                                    }
471                                            }
472                    }else{
473                        if (dbytes <= rc->alt_curve_low) {
474                                                    dbytes2 = dbytes;
475                        }else{
476                                                    switch(rc->param.alt_curve_type) {
477                                                    case XVID_CURVE_SINE :
478                                                        dbytes2 = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * sin(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_low_diff)));
479                                                            break;
480                                                    case XVID_CURVE_LINEAR :
481                                                        dbytes2 = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * (dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) / rc->alt_curve_low_diff);
482                                                            break;
483                                                    case XVID_CURVE_COSINE :
484                                                        dbytes2 = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual + rc->alt_curve_qual_dev * (1.0 - cos(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_low_diff))));
485                                                    }
486                                            }
487    
488                    }
489    
490    
491                }else{
492                    if (dbytes > rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) {
493                        dbytes2=((double)dbytes + (rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1] - dbytes) * rc->param.curve_compression_high / 100.0);
494                    }else{
495                                    dbytes2 = ((double)dbytes + (rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1] - dbytes) * rc->param.curve_compression_low / 100.0);
496                    }
497                }
498    
499                if (s->type == XVID_TYPE_BVOP) {
500                                dbytes2 *= rc->avg_length[XVID_TYPE_BVOP-1] / rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1];
501                                if (dbytes2 < rc->min_length[XVID_TYPE_BVOP-1])
502                                        dbytes2 = rc->min_length[XVID_TYPE_BVOP-1];
503                }else{
504                                if (dbytes2 < rc->min_length[XVID_TYPE_PVOP-1])
505                                        dbytes2 = rc->min_length[XVID_TYPE_PVOP-1];
506                }
507                total2 += dbytes2;
508            }
509        }
510    
511        rc->curve_comp_scale = total1 / total2;
512    
513        if (!rc->param.use_alt_curve) {
514            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "middle frame size for asymmetric curve compression: %i\n",
515                (int)(rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1] * rc->curve_comp_scale));
516        }
517    
518        if (rc->param.use_alt_curve) {
519            int bonus_bias = rc->param.alt_curve_bonus_bias;
520            int oldquant = 1;
521    
522                if (rc->param.alt_curve_use_auto_bonus_bias)
523                        bonus_bias = rc->param.alt_curve_min_rel_qual;
524    
525                rc->alt_curve_curve_bias_bonus = (total1 - total2) * (double)bonus_bias / 100.0 / (double)(rc->num_frames /* - credits_frames */ - rc->num_keyframes);
526                rc->curve_comp_scale = ((total1 - total2) * (1.0 - (double)bonus_bias / 100.0) + total2) / total2;
527    
528    
529            /* special info for alt curve:  bias bonus and quantizer thresholds */
530    
531                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "avg scaled framesize:%i", (int)rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]);
532                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "bias bonus:%i bytes", (int)rc->alt_curve_curve_bias_bonus);
533    
534                    for (i=1; i <= (int)(rc->alt_curve_high*2)+1; i++) {
535                double curve_temp, dbytes;
536                int newquant;
537    
538                dbytes = i;
539                            if (dbytes > rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) {
540                    if (dbytes >= rc->alt_curve_high) {
541                                            curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev);
542                    }else{
543                                            switch(rc->param.alt_curve_type)
544                                            {
545                                            case XVID_CURVE_SINE :
546                                                    curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * sin(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_high_diff)));
547                                                    break;
548                                            case XVID_CURVE_LINEAR :
549                                                    curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * (dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) / rc->alt_curve_high_diff);
550                                                    break;
551                                            case XVID_CURVE_COSINE :
552                                                    curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * (1.0 - cos(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_high_diff))));
553                                            }
554                                    }
555                            }else{
556                    if (dbytes <= rc->alt_curve_low) {
557                                            curve_temp = dbytes;
558                    }else{
559                                            switch(rc->param.alt_curve_type)
560                                            {
561                                            case XVID_CURVE_SINE :
562                                                    curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * sin(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_low_diff)));
563                                                    break;
564                                            case XVID_CURVE_LINEAR :
565                                                    curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * (dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) / rc->alt_curve_low_diff);
566                                                    break;
567                                            case XVID_CURVE_COSINE :
568                                                    curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual + rc->alt_curve_qual_dev * (1.0 - cos(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_low_diff))));
569                                            }
570                                    }
571                            }
572    
573                            if (rc->movie_curve > 1.0)
574                                    dbytes *= rc->movie_curve;
575    
576                            newquant = (int)(dbytes * 2.0 / (curve_temp * rc->curve_comp_scale + rc->alt_curve_curve_bias_bonus));
577                            if (newquant > 1) {
578                                    if (newquant != oldquant) {
579                        int percent = (int)((i - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 100.0 / rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]);
580                                            oldquant = newquant;
581                                            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "quant:%i threshold at %i : %i percent", newquant, i, percent);
582                                    }
583                            }
584                    }
585    
586        }
587    
588        rc->overflow = 0;
589        rc->KFoverflow = 0;
590        rc->KFoverflow_partial = 0;
591        rc->KF_idx = 1;
592    }
593    
594    
595    
596    
597    static int rc_2pass2_create(xvid_plg_create_t * create, rc_2pass2_t ** handle)
598    {
599        xvid_plugin_2pass2_t * param = (xvid_plugin_2pass2_t *)create->param;
600        rc_2pass2_t * rc;
601        int i;
602    
603        rc = malloc(sizeof(rc_2pass2_t));
604        if (rc == NULL)
605            return XVID_ERR_MEMORY;
606    
607        rc->param = *param;
608    
609        if (rc->param.keyframe_boost <= 0) rc->param.keyframe_boost = 0;
610        if (rc->param.payback_method <= 0) rc->param.payback_method = XVID_PAYBACK_PROP;
611        if (rc->param.bitrate_payback_delay <= 0) rc->param.bitrate_payback_delay = 250;
612        if (rc->param.curve_compression_high <= 0) rc->param.curve_compression_high = 0;
613        if (rc->param.curve_compression_low <= 0) rc->param.curve_compression_low = 0;
614        if (rc->param.max_overflow_improvement <= 0) rc->param.max_overflow_improvement = 60;
615        if (rc->param.max_overflow_degradation <= 0) rc->param.max_overflow_degradation = 60;
616    
617        if (rc->param.use_alt_curve <= 0) rc->param.use_alt_curve = 0;
618        if (rc->param.alt_curve_high_dist <= 0) rc->param.alt_curve_high_dist = 500;
619        if (rc->param.alt_curve_low_dist <= 0) rc->param.alt_curve_low_dist = 90;
620        if (rc->param.alt_curve_use_auto <= 0) rc->param.alt_curve_use_auto = 1;
621        if (rc->param.alt_curve_auto_str <= 0) rc->param.alt_curve_auto_str = 30;
622        if (rc->param.alt_curve_type <= 0) rc->param.alt_curve_type = XVID_CURVE_LINEAR;
623        if (rc->param.alt_curve_min_rel_qual <= 0) rc->param.alt_curve_min_rel_qual = 50;
624        if (rc->param.alt_curve_use_auto_bonus_bias <= 0) rc->param.alt_curve_use_auto_bonus_bias = 1;
625        if (rc->param.alt_curve_bonus_bias <= 0) rc->param.alt_curve_bonus_bias = 50;
626    
627        if (rc->param.kftreshold <= 0) rc->param.kftreshold = 10;
628        if (rc->param.kfreduction <= 0) rc->param.kfreduction = 20;
629        if (rc->param.min_key_interval <= 0) rc->param.min_key_interval = 300;
630    
631        if (!det_stats_length(rc, param->filename)){
632            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC,"fopen %s failed\n", param->filename);
633            free(rc);
634            return XVID_ERR_FAIL;
635        }
636    
637        if ((rc->stats = malloc(rc->num_frames * sizeof(stat_t))) == NULL) {
638            free(rc);
639            return XVID_ERR_MEMORY;
640        }
641    
642        /* XXX: do we need an addition location */
643        if ((rc->keyframe_locations = malloc((rc->num_keyframes + 1) * sizeof(int))) == NULL) {
644            free(rc->stats);
645            free(rc);
646            return XVID_ERR_MEMORY;
647        }
648    
649        if (!load_stats(rc, param->filename)) {
650            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC,"fopen %s failed\n", param->filename);
651            free(rc->keyframe_locations);
652            free(rc->stats);
653            free(rc);
654            return XVID_ERR_FAIL;
655        }
656    
657        /* pre-process our stats */
658    
659            if (rc->num_frames  < create->fbase/create->fincr) {
660                    rc->target = rc->param.bitrate / 8;     /* one second */
661            }else{
662                    rc->target = (rc->param.bitrate * rc->num_frames * create->fincr) / (create->fbase * 8);
663            }
664    
665        DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "rc->target : %i\n", rc->target);
666    
667            rc->target -= rc->num_frames*24;        /* avi file header */
668    
669    
670            pre_process0(rc);
671    
672            if (rc->param.bitrate) {
673            zone_process(rc, create);
674                    internal_scale(rc);
675        }else{
676            /* external scaler: ignore zone */
677            for (i=0;i<rc->num_frames;i++) {
678                rc->stats[i].zone_mode = XVID_ZONE_WEIGHT;
679                rc->stats[i].weight = 1.0;
680            }
681            rc->avg_weight = 1.0;
682            rc->tot_quant = 0;
683        }
684            pre_process1(rc);
685    
686        for (i=0; i<32;i++) {
687            rc->pquant_error[i] = 0;
688            rc->bquant_error[i] = 0;
689            rc->quant_count[i] = 0;
690        }
691    
692        rc->fq_error = 0;
693    
694        *handle = rc;
695            return(0);
696    }
697    
698    
699    static int rc_2pass2_destroy(rc_2pass2_t * rc, xvid_plg_destroy_t * destroy)
700    {
701        free(rc->keyframe_locations);
702        free(rc->stats);
703            free(rc);
704            return(0);
705    }
706    
707    
708    
709    static int rc_2pass2_before(rc_2pass2_t * rc, xvid_plg_data_t * data)
710    {
711        stat_t * s = &rc->stats[data->frame_num];
712        int overflow;
713        int desired;
714        double dbytes;
715        double curve_temp;
716        int capped_to_max_framesize = 0;
717    
718        if (data->quant <= 0) {
719    
720            if (s->zone_mode == XVID_ZONE_QUANT) {
721    
722                rc->fq_error += s->weight;
723                data->quant = (int)rc->fq_error;
724                rc->fq_error -= data->quant;
725    
726                s->desired_length = s->length;
727    
728            }else { /* XVID_ZONE_WEIGHT */
729    
730                if (data->frame_num >= rc->num_frames) {
731                    /* insufficent stats data */
732                    return 0;
733                }
734    
735                overflow = rc->overflow / 8;        /* XXX: why by 8 */
736    
737                if (s->type == XVID_TYPE_IVOP) {        /* XXX: why */
738                    overflow = 0;
739                }
740    
741                desired = s->scaled_length;
742    
743                dbytes = desired;
744                if (s->type == XVID_TYPE_IVOP) {
745                    dbytes += desired * rc->param.keyframe_boost / 100;
746                }
747                dbytes /= rc->movie_curve;
748    
749                if (s->type == XVID_TYPE_BVOP) {
750                    dbytes *= rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1] / rc->avg_length[XVID_TYPE_BVOP-1];
751                }
752    
753                if (rc->param.payback_method == XVID_PAYBACK_BIAS) {
754                    desired =(int)(rc->curve_comp_error / rc->param.bitrate_payback_delay);
755                }else{
756                            //printf("desired=%i, dbytes=%i\n", desired,dbytes);
757                            desired = (int)(rc->curve_comp_error * dbytes /
758                                    rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1] / rc->param.bitrate_payback_delay);
759                            //printf("desired=%i\n", desired);
760    
761                            if (labs(desired) > fabs(rc->curve_comp_error)) {
762                                    desired = (int)rc->curve_comp_error;
763                            }
764                }
765    
766                rc->curve_comp_error -= desired;
767    
768                /* alt curve */
769    
770                curve_temp = 0; /* XXX: warning */
771    
772                if (rc->param.use_alt_curve) {
773                    if (s->type != XVID_TYPE_IVOP)  {
774                        if (dbytes > rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) {
775                            if (dbytes >= rc->alt_curve_high) {
776                                                    curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev);
777                            }else{
778                                switch(rc->param.alt_curve_type) {
779                                                    case XVID_CURVE_SINE :
780                                                        curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * sin(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_high_diff)));
781                                                            break;
782                                                    case XVID_CURVE_LINEAR :
783                                                        curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * (dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) / rc->alt_curve_high_diff);
784                                                            break;
785                                                    case XVID_CURVE_COSINE :
786                                                        curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * (1.0 - cos(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_high_diff))));
787                                                    }
788                                            }
789                                    }else{
790                            if (dbytes <= rc->alt_curve_low){
791                                                    curve_temp = dbytes;
792                            }else{
793                                                    switch(rc->param.alt_curve_type) {
794                                                    case XVID_CURVE_SINE :
795                                                        curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * sin(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_low_diff)));
796                                                            break;
797                                                    case XVID_CURVE_LINEAR :
798                                                        curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual - rc->alt_curve_qual_dev * (dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) / rc->alt_curve_low_diff);
799                                                            break;
800                                                    case XVID_CURVE_COSINE :
801                                                        curve_temp = dbytes * (rc->alt_curve_mid_qual + rc->alt_curve_qual_dev * (1.0 - cos(DEG2RAD * ((dbytes - rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) * 90.0 / rc->alt_curve_low_diff))));
802                                }
803                                            }
804                                    }
805                                    if (s->type == XVID_TYPE_BVOP)
806                                            curve_temp *= rc->avg_length[XVID_TYPE_BVOP-1] / rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1];
807    
808                                    curve_temp = curve_temp * rc->curve_comp_scale + rc->alt_curve_curve_bias_bonus;
809    
810                                    desired += ((int)curve_temp);
811                                    rc->curve_comp_error += curve_temp - (int)curve_temp;
812                            }else{
813                                    if (s->type == XVID_TYPE_BVOP)
814                                            dbytes *= rc->avg_length[XVID_TYPE_BVOP-1] / rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1];
815    
816                                    desired += ((int)dbytes);
817                                    rc->curve_comp_error += dbytes - (int)dbytes;
818                            }
819    
820                }else if ((rc->param.curve_compression_high + rc->param.curve_compression_low) &&   s->type != XVID_TYPE_IVOP) {
821    
822                    curve_temp = rc->curve_comp_scale;
823                    if (dbytes > rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]) {
824                        curve_temp *= ((double)dbytes + (rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1] - dbytes) * rc->param.curve_compression_high / 100.0);
825                    } else {
826                        curve_temp *= ((double)dbytes + (rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1] - dbytes) * rc->param.curve_compression_low / 100.0);
827                    }
828    
829                    if (s->type == XVID_TYPE_BVOP){
830                        curve_temp *= rc->avg_length[XVID_TYPE_BVOP-1] / rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1];
831                    }
832    
833                    desired += (int)curve_temp;
834                    rc->curve_comp_error += curve_temp - (int)curve_temp;
835                }else{
836                    if (s->type == XVID_TYPE_BVOP){
837                                    dbytes *= rc->avg_length[XVID_TYPE_BVOP-1] / rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1];
838                    }
839    
840                            desired += (int)dbytes;
841                            rc->curve_comp_error += dbytes - (int)dbytes;
842                }
843    
844    
845                    if (desired > s->length) {  /* if desired length exceeds the pass1 length.. */
846                            rc->curve_comp_error += desired - s->length;
847                            desired = s->length;
848                    }else{
849                    if (desired < rc->min_length[s->type-1]) {
850                        if (s->type == XVID_TYPE_IVOP){
851                            rc->curve_comp_error -= rc->min_length[XVID_TYPE_IVOP-1] - desired;
852                        }
853                        desired = rc->min_length[s->type-1];
854                    }
855                    }
856    
857                s->desired_length = desired;
858    
859    
860                /* if this keyframe is too close to the next, reduce it's byte allotment
861                XXX: why do we do this after setting the desired length  */
862    
863                    if (s->type == XVID_TYPE_IVOP) {
864                            int KFdistance = rc->keyframe_locations[rc->KF_idx] - rc->keyframe_locations[rc->KF_idx - 1];
865    
866                    if (KFdistance < rc->param.kftreshold) {
867    
868                        KFdistance = KFdistance - rc->param.min_key_interval;
869    
870                                    if (KFdistance >= 0) {
871                            int KF_min_size;
872    
873                                            KF_min_size = desired * (100 - rc->param.kfreduction) / 100;
874                                            if (KF_min_size < 1)
875                                                    KF_min_size = 1;
876    
877                                            desired = KF_min_size + (desired - KF_min_size) * KFdistance /
878                                                    (rc->param.kftreshold - rc->param.min_key_interval);
879    
880                                            if (desired < 1)
881                                                    desired = 1;
882                                    }
883                            }
884                    }
885    
886                overflow = (int)((double)overflow * desired / rc->avg_length[XVID_TYPE_PVOP-1]);
887    
888                    // Foxer: reign in overflow with huge frames
889                    if (labs(overflow) > labs(rc->overflow)) {
890                            overflow = rc->overflow;
891                    }
892    
893                // Foxer: make sure overflow doesn't run away
894    
895                    if (overflow > desired * rc->param.max_overflow_improvement / 100) {
896                            desired += (overflow <= desired) ? desired * rc->param.max_overflow_improvement / 100 :
897                                    overflow * rc->param.max_overflow_improvement / 100;
898                    }else if (overflow < desired * rc->param.max_overflow_degradation / -100){
899                            desired += desired * rc->param.max_overflow_degradation / -100;
900                    }else{
901                            desired += overflow;
902                    }
903    
904                if (desired > rc->max_length) {
905                            capped_to_max_framesize = 1;
906                            desired = rc->max_length;
907                    }
908    
909                // make sure to not scale below the minimum framesize
910                if (desired < rc->min_length[s->type-1]) {
911                    desired = rc->min_length[s->type-1];
912                }
913    
914    
915                // very 'simple' quant<->filesize relationship
916                data->quant= (s->quant * s->length) / desired;
917    
918                    if (data->quant < 1) {
919                            data->quant = 1;
920                } else if (data->quant > 31) {
921                            data->quant = 31;
922                    }
923                    else if (s->type != XVID_TYPE_IVOP)
924                    {
925                            // Foxer: aid desired quantizer precision by accumulating decision error
926                            if (s->type== XVID_TYPE_BVOP) {
927                                    rc->bquant_error[data->quant] += ((double)(s->quant * s->length) / desired) - data->quant;
928    
929                                    if (rc->bquant_error[data->quant] >= 1.0) {
930                                            rc->bquant_error[data->quant] -= 1.0;
931                                            data->quant++;
932                                    }
933                            }else{
934                                    rc->pquant_error[data->quant] += ((double)(s->quant * s->length) / desired) - data->quant;
935    
936                        if (rc->pquant_error[data->quant] >= 1.0) {
937                                            rc->pquant_error[data->quant] -= 1.0;
938                                            ++data->quant;
939                                    }
940                            }
941                    }
942    
943                /* cap to min/max quant */
944    
945                if (data->quant < data->min_quant[s->type-1]) {
946                    data->quant = data->min_quant[s->type-1];
947                }else if (data->quant > data->max_quant[s->type-1]) {
948                    data->quant = data->max_quant[s->type-1];
949                }
950    
951                /* subsequent p/b frame quants can only be +- 2 */
952                    if (s->type != XVID_TYPE_IVOP && rc->last_quant[s->type-1] && capped_to_max_framesize == 0) {
953    
954                            if (data->quant > rc->last_quant[s->type-1] + 2) {
955                                    data->quant = rc->last_quant[s->type-1] + 2;
956                                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "p/b-frame quantizer prevented from rising too steeply");
957                            }
958                            if (data->quant < rc->last_quant[s->type-1] - 2) {
959                                    data->quant = rc->last_quant[s->type-1] - 2;
960                                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "p/b-frame quantizer prevented from falling too steeply");
961                            }
962                    }
963    
964                    if (capped_to_max_framesize == 0) {
965                    rc->last_quant[s->type-1] = data->quant;
966                    }
967    
968    
969            }   /* if */
970    
971        }
972    
973        return 0;
974    }
975    
976    
977    
978    static int rc_2pass2_after(rc_2pass2_t * rc, xvid_plg_data_t * data)
979    {
980        stat_t * s = &rc->stats[data->frame_num];
981    
982        if (data->frame_num >= rc->num_frames) {
983            /* insufficent stats data */
984            return 0;
985        }
986    
987        rc->quant_count[data->quant]++;
988    
989        if (data->type == XVID_TYPE_IVOP) {
990            int kfdiff = (rc->keyframe_locations[rc->KF_idx] -      rc->keyframe_locations[rc->KF_idx - 1]);
991    
992            rc->overflow += rc->KFoverflow;
993            rc->KFoverflow = s->desired_length - data->length;
994    
995            if (kfdiff > 1) {  // non-consecutive keyframes
996                rc->KFoverflow_partial = rc->KFoverflow / (kfdiff - 1);
997            }else{ // consecutive keyframes
998                            rc->overflow += rc->KFoverflow;
999                            rc->KFoverflow = 0;
1000                            rc->KFoverflow_partial = 0;
1001            }
1002            rc->KF_idx++;
1003        }else{
1004            // distribute part of the keyframe overflow
1005            rc->overflow += s->desired_length - data->length + rc->KFoverflow_partial;
1006            rc->KFoverflow -= rc->KFoverflow_partial;
1007        }
1008    
1009        DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[%i] quant:%i stats1:%i scaled:%i actual:%i overflow:%i\n",
1010            data->frame_num,
1011            data->quant,
1012            s->length,
1013            s->scaled_length,
1014            data->length,
1015            rc->overflow);
1016    
1017        return(0);
1018    }
1019    
1020    
1021    
1022    int xvid_plugin_2pass2(void * handle, int opt, void * param1, void * param2)
1023    {
1024        switch(opt)
1025        {
1026        case XVID_PLG_INFO :
1027            return 0;
1028    
1029        case XVID_PLG_CREATE :
1030            return rc_2pass2_create((xvid_plg_create_t*)param1, param2);
1031    
1032        case XVID_PLG_DESTROY :
1033            return rc_2pass2_destroy((rc_2pass2_t*)handle, (xvid_plg_destroy_t*)param1);
1034    
1035        case XVID_PLG_BEFORE :
1036            return rc_2pass2_before((rc_2pass2_t*)handle, (xvid_plg_data_t*)param1);
1037    
1038        case XVID_PLG_AFTER :
1039            return rc_2pass2_after((rc_2pass2_t*)handle, (xvid_plg_data_t*)param1);
1040        }
1041    
1042        return XVID_ERR_FAIL;
1043    }

Legend:
Removed from v.1.1  
changed lines
  Added in v.1.1.2.6

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